Samarbejde skaber et gennembrud for bæredygtig elektronikproduktion

Simon Fraser University og schweiziske forskere udvikler en miljøvenlig, 3D-printbar løsning til fremstilling af trådløse Internet-of-Things (IoT) sensorer, der kan bruges og bortskaffes uden at forurene miljøet. Deres forskning er blevet offentliggjort som omslag i februar -nummeret af tidsskriftet Avancerede elektroniske materialer .

SFU-professor Woo Soo Kim leder forskergruppens opdagelse, der involverer brug af et cellulosemateriale af træ til erstatning af plast og polymere materialer, der i øjeblikket bruges i elektronik.

Derudover 3D-udskrivning kan give fleksibilitet til at tilføje eller integrere funktioner på 3D-former eller tekstiler, skabe større funktionalitet.

"Vores miljøvenlige 3-D trykte cellulosesensorer kan trådløst overføre data i løbet af deres liv, og derefter kan bortskaffes uden bekymring for miljøforurening, "siger Kim, en professor på School of Mechatronic Systems Engineering på SFU's Surrey campus. Undersøgelsen udføres på PowerTech Labs i Surrey, som rummer flere topmoderne 3D-printere, der bruges af forskere.

"Denne udvikling vil bidrage til at fremme grøn elektronik. F.eks. affaldet fra printkort er en farlig kilde til forurening af miljøet. Hvis vi er i stand til at ændre plasten i PCB til cellulosekompositmaterialer, genbrug af metalkomponenter på tavlen kunne indsamles på en meget lettere måde. "

Kims forskningsprogram spænder over to internationale samarbejdsprojekter, herunder den seneste fokusering på de miljøvenlige cellulosematerialebaserede kemiske sensorer med samarbejdspartnere fra de schweiziske føderale laboratorier for materialevidenskab.

Han samarbejder også med et team af sydkoreanske forskere fra Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology's (DGIST) afdeling for Robotics Engineering, og PROTEM Co Inc, en teknologibaseret virksomhed, til udvikling af printbare ledende blækmaterialer.

I dette andet projekt, forskere har udviklet et nyt gennembrud inden for prægningsteknologien, en, der frit kan præge fine kredsløbsmønstre på fleksibelt polymersubstrat, en nødvendig komponent i elektroniske produkter.

Prægningsteknologi anvendes til masseindtryk af præcise mønstre til en lav enhedsomkostning. Imidlertid, Kim siger, at den kun kan printe kredsløbsmønstre, der på forhånd er præget på mønsterstemplet, og det hele, dyrt stempel skal ændres for at sætte forskellige mønstre.

Det lykkedes teamet at udvikle et præcist lokationskontrolsystem, der kan præge mønstre direkte, resulterer i en ny procesteknologi. Dette vil have omfattende konsekvenser for brug i halvlederprocesser, bærbare enheder og displayindustrien.

Tidligere på året blev Kim valgt som Brain Pool Fellow af National Research Foundation (NRF) i Korea. En ekspert i 3D-trykt elektronik, der står i spidsen for SFU's additive Manufacturing Laboratory, Kim tilbragte seks måneder med at samarbejde med forskere ved Seoul National University for at fremme fremstilling af tyndfilmstransistorer ved hjælp af 3D-printteknologi.