Профессор разработает электронные устройства, полностью сделанные из бумаги

Jun 02, 2023

Представьте себе, если бы вы могли построить электронное устройство, полностью сделанное из бумаги. Нетоксичная, экономически эффективная и биоразлагаемая альтернатива компонентам на основе кремния и пластика могла бы изменить правила игры на планете, быстро заполняющейся «электронными отходами» в виде выброшенных гаджетов и одноразовых датчиков.

Таково видение профессора Бингемтонского университета Сокхына (Шона) Чоя. Он много лет работал над созданием более совершенных биобатарей, которые используют бактерии или человеческий пот для выработки энергии. Некоторые из этих батарей были изготовлены на бумажной основе, и теперь он надеется применить эти знания для печатных плат и связанных с ними деталей.

Новый грант в размере 400 000 долларов от Национального научного фонда будет финансировать разработку того, что он называет интегрированной бумажной электроникой. Эта трехлетняя награда является его девятым федеральным грантом с момента прибытия в Бингемтон: семь от Национального научного фонда и два от Управления военно-морских исследований.

Основная цель — печатать на бумаге многослойные высокопроизводительные печатные платы с использованием плотно концентрированных металлических проводов с высокой проводимостью и создавать гибкие компоненты на основе бумаги, которые можно будет интегрировать в эти системы papertronic. Чой сказал, что такой проект, полностью основанный на бумажном документе, является уникальной идеей, и именно это привлекло интерес NSF.

«Во всех предыдущих работах с печатными платами на бумажной основе приходилось использовать готовые электронные компоненты», — сказал Чой, преподаватель кафедры электротехники и вычислительной техники Колледжа инженерии и прикладных наук Томаса Дж. Уотсона. «Это не имеет никакого смысла для полностью бумажной электроники. Мы хотим заменить эти компоненты конденсаторами, регистрами и транзисторами на бумажной основе».

Благодаря Интернету вещей, в котором для подключения используются крошечные датчики, некоторые технические эксперты предсказывают, что к 2035 году в мире будет более 1 триллиона электронных устройств. свалки и океаны.

Основываясь на многолетних исследованиях, Чой считает, что он и его студенты из Бингемтонской лаборатории биоэлектроники и микросистем смогут вывести бумажную электронику на новый уровень.

«Моя долгосрочная цель — создать экологически чистую и возобновляемую электронную систему, поэтому в этом смысле этот проект является следующим логическим шагом», — сказал он. «Идеи и наблюдения моей исследовательской группы делают нас лидером в области производства бумажных биобатарей и автономных бумажных биосенсоров. Я собираюсь объединить весь свой опыт, знания и опыт, чтобы создать полностью бумажную систему».

Одной из задач будет поиск нетоксичных материалов, которые будут хорошо выполнять свою работу, не вызывая в дальнейшем проблем с окружающей средой.

«В нашей предыдущей работе мы хотели разработать компоненты Papertronic — это было нашей целью, и мы использовали токсичные материалы или что-то еще, что работало», — сказал он. «Но теперь я хотел бы использовать биоразлагаемые материалы и для создания даже небольших компонентов».