En professor vid Simon Fraser University hjälper till att ta steg mot en "hållbar, intelligent värld" genom att driva fram utskrivbara sensorteknologier.
Vincenzo Pecunia, från SFU:s School of Sustainable Energy Engineering, har lett ett team av mer än 100 experter från 57 forskningsinstitutioner över hela världen i att utveckla en omfattande färdplan för nästa generations utskrivbara sensorteknologier. Genom att bana väg för vardagliga föremål och miljöer att förvärva avkänningsförmåga, kan dessa tekniker vara en spelförändring för att främja hållbarhet och förbättra vår livskvalitet.
Verket publiceras i tidskriften Nano Futures .
Genom att tillhandahålla realtidsdata från omvärlden kan sensorer hjälpa människor att fatta mer välgrundade beslut om hur de använder resurser och förbättra hem, städer, miljö, säkerhet, hälsovård och mer.
"Det finns verkligen otaliga sätt på vilka sensorer kan hjälpa oss att göra vårt liv enklare och mer hållbart", säger Pecunia, huvudförfattare till den nyligen publicerade forskningen. "Tänk till exempel på sensorer som skulle kunna realisera säkrare medicinska undersökningar och riktad hälsovård, eller som kan hjälpa bönder att öka avkastningen, eller som kan hjälpa oss att minska matsvinnet genom exakt detektering av matförstöring, eller som kan upptäcka skogsbränder tidigt nog för att förhindra deras katastrofala konsekvenser."
I färdplanen fördjupar Pecunia och hans globala nätverk av medarbetare i den nuvarande och framtida statusen för 45 utskrivbara sensorteknologier som svarar på olika stimuli, såsom ljus, strålning, kraft, temperatur, gaser, kemikalier och biologiska ämnen.
Pecunias grupp har gjort stora forskningsinsatser inom detta område och varit spetsen för utskrivbara optiska sensorer som kan användas inom ett brett spektrum av hållbarhetsfokuserade domäner.
Att realisera alla dessa applikationer beror på att sensorer sprids i stort antal för att generera en kritisk massa av data. Det kräver tillgången på lätttillverkade, lågkostnadssensorteknologier.
"Sensorer baserade på tryckbara material erbjuder en idealisk plattform, eftersom de kan tillverkas av bläck med enkla metoder som tryckning och beläggning i rumstemperatur, vilket kräver lite energi", säger Pecunia.
Däremot är de sensorer som vanligtvis används idag tillverkade med teknologier som tenderar att vara dyra och har ett betydande koldioxidavtryck, som ofta kräver temperaturer över 1 000 grader Celsius för att producera. Pecunia påpekar att kostnaden och koldioxidavtrycket för sådana konventionella sensorer begränsar möjligheten att sprida dem i det stora antal som krävs för att få en storskalig effekt.
Han förespråkar för att etablera egentillverkning för utskrivbara sensorer, som skulle förverkliga deras olika tillämpningar till förmån för lokalsamhällen och undvika den långsamma och komplexa försörjningskedjan för traditionell elektronik samtidigt som den stärker den lokala renteknologiska och högteknologiska sektorn.
Även om utskrivbara sensorteknologier lovar mycket, anser Pecunia att det är viktigt att driva forskningen framåt på detta område för att övervinna de återstående hindren och frigöra den fulla potentialen hos dessa teknologier.
"Genom vår färdplan är vårt yttersta mål att katalysera ytterligare forskningsframsteg inom utskrivbar sensorteknologi för att föra oss närmare en grön sensorrevolution till nytta för alla", säger han.
Mer information: Vincenzo Pecunia et al, Färdkarta för utskrivbart elektroniskt material för nästa generations sensorer, Nano Futures (2024). DOI:10.1088/2399-1984/ad36ff
Tillhandahålls av Simon Fraser University
