Simon Fraser University och schweiziska forskare utvecklar en miljövänlig, 3D-utskrivbar lösning för att producera trådlösa Internet-of-Things-sensorer (IoT) som kan användas och kasseras utan att förorena miljön. Deras forskning har publicerats som omslagsartikel i februarinumret av tidskriften Avancerat elektroniskt material .

SFU-professorn Woo Soo Kim leder forskargruppens upptäckt som involverar användningen av ett trähärlett cellulosamaterial för att ersätta de plaster och polymera material som för närvarande används inom elektronik.

Dessutom, 3D-utskrift kan ge flexibilitet att lägga till eller bädda in funktioner i 3D-former eller textilier, skapa större funktionalitet.

"Våra miljövänliga 3D-tryckta cellulosasensorer kan trådlöst överföra data under sin livstid, och sedan kan kasseras utan oro för miljöföroreningar, säger Kim, en professor vid School of Mechatronic Systems Engineering vid SFU:s Surrey campus. Forskningen utförs vid PowerTech Labs i Surrey, som rymmer flera toppmoderna 3D-skrivare som används av forskare.

"Denna utveckling kommer att bidra till att främja grön elektronik. Till exempel, avfallet från kretskort är en farlig källa till förorening för miljön. Om vi ​​kan ändra plasten i PCB till cellulosakompositmaterial, återvinning av metallkomponenter på skivan skulle kunna samlas in på ett mycket enklare sätt."

Kims forskningsprogram spänner över två internationella samarbetsprojekt, inklusive det senaste med fokus på de miljövänliga cellulosamaterialbaserade kemiska sensorerna med medarbetare från de schweiziska federala laboratorierna för materialvetenskap.

Han samarbetar också med ett team av sydkoreanska forskare från Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technologys (DGIST) avdelning för robotteknik, och PROTEM Co Inc, ett teknikbaserat företag, för utveckling av tryckbara ledande bläckmaterial.

I detta andra projekt, forskare har utvecklat ett nytt genombrott inom präglingsprocesstekniken, en som fritt kan trycka fina kretsmönster på flexibelt polymersubstrat, en nödvändig komponent i elektroniska produkter.

Präglingsteknik används för massprägling av exakta mönster till en låg enhetskostnad. Dock, Kim säger att den bara kan trycka kretsmönster som är inpräntade i förväg på mönsterstämpeln, och hela, kostsam stämpel måste bytas för att sätta i olika mönster.

Teamet lyckades utveckla ett exakt platskontrollsystem som kan sätta in mönster direkt, resulterar i en ny processteknik. Detta kommer att ha omfattande konsekvenser för användning i halvledarprocesser, bärbara enheter och bildskärmsindustrin.

Tidigare i år valdes Kim till Brain Pool Fellow av National Research Foundation (NRF) i Korea. En expert på 3-D-tryckt elektronik som leder SFU:s Additive Manufacturing Laboratory, Kim tillbringade sex månader med att samarbeta med forskare vid Seoul National University för att främja tillverkningen av tunnfilmstransistorer med hjälp av 3D-utskriftsteknik.