エコ

使い捨てセンサーなどにより環境に優しいアプローチを提供する紙ベースの電子デバイス「ペーパートロニクス」を開発するビンガムトン大学のチームは、このコンセプトをさらに発展させるために米国科学財団（NSF）から40万ドルの助成金を受け取った。

「紙ベースのプリント基板を使ったこれまでの作業はすべて、既製の電子部品を使用する必要がありました」と、トーマス J. ワトソン工学応用科学大学の電気およびコンピュータ工学科のソクフン (ショーン) チョイ教授は説明します。ペーパートロニクスプロジェクトを主導します。 「これは完全に紙ベースのエレクトロニクスにとっては意味がありません。私たちはこれらのコンポーネントを紙ベースのコンデンサ、レジスタ、トランジスタに置き換えたいと考えています。」

この助成金は、昨年10月に発表された論文で実証された技術の用途拡大とスケールアップに関する研究に資金を提供するために使用される予定です。 主に医療用センサーなどの使い捨てエレクトロニクスを目的とした「統合型ペーパートロニクス」デバイスは、ワックスを紙に印刷して溶かし、インクとスクリーン印刷された銀を加え、次に電解液を加えて部分を活性成分に変えることによって作成されます。

10月の論文の背後にあるチームは、抵抗器、トランジスタ、およびスーパーキャパシタデバイスを組み合わせた動作アンプなど、さまざまな機能ペーパートロニクスデバイスを使用してこの技術の可能性を実証しました。 テスト後、アンプは焼かれて灰になり、通常従来の電子機器に関連する有害な物質は一切残されませんでした。

「私の長期的な目標は、グリーンで再生可能な電子システムを構築することです。その意味で、このプロジェクトは次の当然のステップです」と Choi 氏は主張します。 「私の研究グループのアイデアと観察により、私たちは紙ベースのバイオバッテリーと自家発電型の紙ベースのバイオセンサーのリーダーになります。私はすべての専門知識、知識、経験を統合して、完全に紙ベースのシステムを作成するつもりです。」 」

ただし、将来のエレクトロニクスの紙への移行を研究しているのはChoi氏らだけではない。 昨年11月、南洋理工大学のチームは古紙を大容量リチウムイオン電池の材料に変える方法を実証した。 9月にインド科学研究所（IISc）とパンディット・ディーンデイル・エネルギー大学の研究者らは、一硫化スズでコーティングされた普通紙と波形セルロース紙の層から圧力センサーを作成した。 そして今年3月、サンパウロ大学（USP）の科学者らは、炭素電極をスクリーン印刷したクラフト紙やクッキングシートから作られた、食用の果物に付着した農薬を検出するセンサーを実証した。

「これまでの研究では、ペーパートロニック コンポーネントを開発したいと考えていました。それが私たちの焦点であり、有毒物質や機能するものなら何でも使用しました」とチョイ氏は、以前の研究と助成金による拡張がどのように異なるかについて語ります。 「でも今は、小さな部品にも生分解性素材を使って作りたいと思っています。」

「この NSF プロジェクトは、紙製 PCB に紙ベースの電子コンポーネントをシステム統合することにより、完全に紙ベースのシステムを開発することにより、使い捨てで環境に優しいデバイス プラットフォームを作成することを目的としています」と NSF は受賞概要に記載しています。 「私たちは、提案されたイノベーションが、次世代の使い捨てデバイスの製造とアプリケーションに革命をもたらす新しい戦略を提供すると考えています。」

助成金の条件の詳細については、NSF の Web サイトをご覧ください。