H2020 INNPAPER Proiektua: paper multifuntzionalean oinarritutako inprimatutako elektronika berritzaile eta adimentsua: etiketatze adimendunetik arreta puntuko bioplataformetara
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2018 -2021
- Esleitutako Aurrekontua 7.416.491,25 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia H2020
- Proiektuaren webgunea INNPAPER
Elektronika industriak izugarri eboluzionatu du 1950eko hamarkadan lehen zirkuitu integratua garatu zenetik. Elektronika inprimatua, organikoa eta malgua gero eta interes handiagoa da. Lurreko biopolimerorik ugariena den zelulosa erabiltzen duen paper elektronikoak substratu eta osagai funtzional gisa iraunkortasuna hobetuko du eta hondakin elektronikoak murriztuko ditu.
EBk finantzatutako INNPAPER proiektuak funtzio anitzeko paperean oinarritutako plataforma elektroniko komun bat garatzea du helburu. Papergintzarako ikuspegi berritzaileak garatuko dituzte, (nano)zelulosaren funtzionalizazioa barne, eta horiek erabiliko dituzte euren plataforma sortzeko.
Plataforma bazkideen instalazioetan dauden fabrikazio-lerro pilotuetan fabrikatuko da, negozio kasua frogatuz eta EBko fabrikatzaileentzako sarbide irekiko ondarea sortuz.
Bigarren aldian (M13-M30), lortutako emaitza nagusiak hauek dira:
Paperak eroankortasun, hidrofobikotasun eta porositateko erabilera kasuetara egokitzeko egokitu ziren. Nanozelulosa/karbonozko nanohodiaren tinta hezetasun sentsorerako material bikaina zela frogatu zen. Neurrira egindako mikroegitura eta hidrofobikotasuna duten zelulosazko film gardenak pantaila elektrokromikoetarako estaldura potentzial gisa probatu ziren.
2. erabilera-kasurako (PoC immunosentsoreak), kanal fluidikoak inprimagarriak garatu ziren nanozelulosan oinarritutako tintak erabiliz eta paperean oinarritutako kanal fluidikoek proteinen eta antigorputzak dituzten neurrira egindako paper bioerreaktiboak ere fabrikatu ziren. Nanopaperaren ekoizpenerako SUTCO lerroa eta roll-to-roll nanoinprimaketa erabiliz gero inprimatzeko lerroa ezarri ziren, baita nanopaperaren hidrofobizaziorako plasma lerroa ere. Horrez gain, MNFC ekoizpena zabaldu zen. MNCFren kalitatea hobetu zen eta 200 eta 5000 kg-ko produkzio-ahalmenak lortu ziren baskula pilotuetarako eta industriarako, hurrenez hurren.
Gailuei dagokienez, inprimatutako piletarako eta pantaila elektrokromikoetarako zelulosa-elektrolitoak bi ikuspegi jarraituz formulatu ziren: 1) Solido-eduki handiko elektrolito likatsuak sortzea; 2) Lotura-agenteek osatutako hidrogel elektrolito autosostengatzaileak. Zink-karbonozko inprimatutako bateria koplanar funtzionalak eta zelulosa elektrolitoetan oinarritutako pantaila elektrokromikoak arrakastaz ekoitzi ziren Powercoat paperean.
Sentsoreak memoria batera konektatzeko eta telefonoarekin datuak trukatzeko komunikazio-sistema ere mundu errealeko ezarpenetan garatu eta probatu zen.
1. erabilera-kasurako (etiketa adimendunak), inprimatutako ingurumen-gailuak behar dira: -10 °C eta +60 °C arteko neurketetarako tenperatura sentsore bat garatu da, -10 °C eta +20 °C arteko emaitza oso egonkorrak izanik. Hezetasun-sentsoreak ere garatu ziren hezetasunaren aldakuntzaren eta harrapatutako korrontearen arteko korrelazio onarekin. Paperean oinarritutako lehen presio-sentsoreak ere probatu ziren, erantzun onarekin.
2. erabilera-kasurako (PoC immunosentsoreak), estrategia desberdinak jarraitzen ari dira. Ikuspegi berritzaileenetako bat goian aipatu dugun zelulosa porotsuen bidez inprimatutako kanala da. Lortutako emaitzak itxaropentsuak dira, baina detekzio elektrokimikoaren integrazioa oraindik ez dago prest.
Azkenik, 3. Erabilera kasurako (PoC genosentsoreak), aldi honetan egindako lana paperean oinarritutako mikrofluidikarako gaitasun berriak garatzera eta paperean oinarritutako sentsazio elektrokimikoa hobetzera bideratu zen.
Plataforma komuna eta hiru erabilera kasuak egiteko, azken diseinua egin da. Arazte-probako PCB baten garapena bi elementuak probatzeko zuzendu zen. Bi plataforma elektroniko diseinatu eta fabrikatu ziren (bat 1. eta 3. erabilera kasuetarako, eta beste bat 2. erabilera kasurako). Hodeian datuak biltzeko, ikusteko eta gordetzeko doako telefono-aplikazio bat probatu da.
Serigrafiaren bidez, paperean plataforma komunaren lehen fabrikazio-probak arrakastaz burutu ziren prozesu-fluxu hau jarraituz: 1) pista eroaleen, antena eta konexio-padak inprimatzea; 2) serigrafia; 3) Bateria inprimatzea. Gailu ezberdinen funtzionaltasuna egiaztatu da. Hurrengo urratsak silizio-osagaien hautaketa eta kokatzea eta karakterizazioa dira.
Komunikazio-estrategia komunitatearen garapenean eta interesdunen parte-hartzean zentratu da buletinaren, sare sozialen, prentsa bulegoko jardueren eta ekitaldien komunikazioen bidez. Ideia berrietarako deialdi irekia egin da ( https://innpaper.eu/open-call/ ). Dagoeneko lau artikulu zientifiko argitaratu dira parekideek ebaluatutako aldizkari zientifikoetan, eta beste bi aurkeztu dira. Horrez gain, lau patente eskaera sortu dira.
Gaur egun iraupen laburreko gailu elektronikoen produkzio eta erabilera gero eta handiagoak gero eta hondakin elektronikoen bolumen handiagoa sortzen du, eta gero eta ingurumen eta osasun arazo handiagoa bihurtzen ari da, substantzia arriskutsuen edukiagatik. Azkar hazten ari den hondakin-jarioari aurre egiteko, ezinbestekoa da bizitza amaitzen diren produktu elektronikoen tratamendua, birziklapena eta/edo berrerabilpena. Testuinguru honetan, papera osagai elektronikoen zati funtzional gisa erabiltzea irtenbide itxaropentsua dela dirudi. Paperak gailu elektronikoen osagai nagusi gisa duen potentzial handia izan arren, oraindik ere urriak dira paperean oinarritutako sistema elektronikoak.
INNPAPER proiektuak plastikorik gabeko plataforma elektroniko bat eskaintzea du helburu, paperean oinarritutako hiru gailu (bateria, pantaila eta NFC sistema) funtzio anitzeko orri batean inprimatuta daudenak.
Plataformak erabilera-kasu anitz ekoiztea ahalbidetzeko diseinatuta dago, osagai eta sentsore zehatzak sartuz. Plataformaren bideragarritasuna eta aldakortasuna proiektuan frogatuko da hiru erabilera kasuren bitartez:
- Etiketa adimendunak elikagaiak ontziratzeko
- Botikak (THC) eta kafeina detektatzeko PoC immunoensayo kuantitatiboak
- PoC saio genetikoak gaixotasun infekziosoen diagnostiko azkarra egiteko
Malgua, erraz tolesgarria eta birziklagarria izanik, papera gailu elektroniko eramangarrien, haririk gabeko edo botatzeko daudenen substratu eta zati funtzional gisa sortzen ari da hondakin elektronikoak murrizten laguntzen duten produktu elektroniko jasangarriak garatzeko ikuspegi itxaropentsu gisa.
INNPAPER erabilera-kasuetan oinarritutako proiektu bat da, eta funtzio anitzeko paperean oinarritutako plataforma elektroniko komun bat eskaintzea du helburu.
Papergintzako planteamendu berritzaileak garatzea, (nano)zelulosa funtzionalizazioa barne, neurrira egindako propietateak dituen papera sortzeko (adibidez, (super)hidrofobikotasuna/filikotasuna, eroankortasuna, etab.) gainazalean eta ontziratuta mailan izango da proiektuaren lehen erronka nagusia. Aurrerapen horietatik abiatuta, plataforma komun konfiguragarri bat garatuko da, paperean oinarritutako hainbat gailuz osatuta (bateria inprimatua, pantaila elektrokromikoa, antena eta zirkuitu elektroniko hibridoa), papera substratu eta osagai aktibo gisa jardungo duena.
Plataforma komuna izango da industria-sektore ezberdinetako erabilera-kasu ezberdinen ondorengo fabrikaziorako oinarria, bereziki ontzien eta arreta puntuko (PoC) probak (segurtasuna, elikagaien trazabilitatea, medikuntza). Paperean oinarritutako plataformak lehendik dauden inprimaketa- eta fabrikazio-lerro pilotu hibridoetan fabrikatuko dira, bazkideen instalazioetan kokatuta, inpaktu handiko paperean oinarritutako elektronikarako negozio kasua ez ezik, EBko proiektuaren ondorengo sarbide irekiko lerro pilotuen sare bat ere eskainiz.
Ekodiseinuko estrategia ezarriko da, jasangarritasun eta berrerabilpen gaiak barne. Operazio- eta negozio-plan bat garatuko da epe laburrean eta luzean lerro pilotuen erabilera errentagarria eta ondoriozko paper-plataformen merkaturatzea bermatzeko.
INNPAPERen helburuak lortzeak EBko industriari lagunduko dio Gauzen Interneten sorreran, papergintza eta egur bilketa industriak indartuko ditu eta EBk hondakin elektronikoen ingurumen kudeaketan kokatuko du.
INNPAPERek elektronikarako paperean oinarritutako plataforma berri, konfiguragarria, apurtzailea eta iraunkorra garatu eta erakutsiko du. Aurrerapen nagusietako bat plastikoa paperarekin erabat ordezkatzea izango da. Hori lortzeko, WP2-k pertsonalizatutako propietate indibidualak paper-orri bakarrean konbinatuko ditu, INNPAPER-en aurreikusitako gailu eta aplikazio elektronikoen beharrei erantzuten dien funtzio anitzeko paper oso berritzailea sortzeko.
Gainera, INNPAPER-en, zelulosa substratu geldoa izateaz gain, material elektroniko eta osagai aktibo gisa ere erabiliko da. Horrela, INNPAPER-en, paperak korronte-kolektore eta elektrodo intrintseko gisa jardungo du (paper eroale/erdieroalea), espezie elektrokromikoak eta elektrolitoa pantaila elektrokromikoetan (ECD) gordetzeko matrize gisa, tinten biskositatea doitzeko gehigarri gisa, baterietan isolatzaile gisa, etab.
Plataforma konfiguragarria izango da INNPAPER erabilera kasuak fabrikatzeko oinarria.
Funtzio anitzekoa frogatuz, INNPAPER soluzioek paperaren erakargarritasuna areagotuko dute inprimatutako elektronikan erabili ohi diren materialen ordezko gisa, hala nola, poliimida eta epoxi-oinarritutako materialak, baita beste plastikozko film batzuena ere (PET, PEN), elektronikaren ingurumen-inpaktua murriztuz.
Gainera, Europako baso-zuntzen industria inprimatutako elektronika komunitatearekin konektatuz dagoeneko RTOetan eskuragarri dauden linea pilotu irekien inguruan, INNPAPERek eragin handia izango du industriari, paperean oinarritutako elektronikan oinarritutako merkatu-aukera berriak eskainiz aplikazio-eremu askotarako.
Azkenik, plataforma eta erabilera-kasu komunak gailu elektroniko desberdinak barne hartuko dituenez, INNPAPER-ek papera/zelulosa erabiltzen dela erakutsiko du aplikazio ugaritan sistema elektroniko iraunkorrak eskaintzeko irtenbide gisa.
INNPAPERek elektronikarako paperean oinarritutako konfiguragarri den plataforma berri apurtzaile eta iraunkor bat garatu eta erakutsiko du. Aurrerapen nagusietako bat plastikoa paperarekin erabat ordezkatzea izango da. Hori lortzeko, WP2-k pertsonalizatutako propietate indibidualak konbinatuko ditu orri bakarrean, gailu elektronikoen eta INNPAPER-ek aurreikusitako aplikazioei erantzuten dien funtzio anitzeko paper oso berritzailea sortzeko. Gainera, INNPAPER-en, zelulosa substratu geldoa izateaz gain, material elektroniko eta osagai aktibo gisa ere erabiliko da. Horrela, INNPAPERen paperak korronte-biltzaile gisa eta elektrodo intrintseko gisa jardungo du (paper eroale/erdieroalea), espezie elektrokromikoak eta elektrolitoa pantaila elektrokromikoetan (ECD) gordetzeko matrize gisa, tinten biskositatea doitzeko gehigarri gisa, baterietan isolatzaile gisa, etab. IPAPER-en fabrikazio-kasuetarako konfiguragarria izango da oinarria. INNPAPER soluzioek haien funtzio anitzeko gaitasuna erakutsita, paperaren erakargarritasuna areagotuko dute inprimatutako elektronikan erabili ohi diren materialen ordezko gisa, hala nola, poliimida eta epoxi-oinarritutako materialak, baita beste plastikozko film batzuena ere (PET, PEN), elektronikaren ingurumen-inpaktua murriztuz. Gainera, Europako baso-zuntzen industria eta inprimatutako elektronika komunitatea RTOetan dagoeneko eskuragarri dauden linea pilotu irekien inguruan konektatuz, INNPAPER-ek eragin handia izango du industriari paperean oinarritutako elektronikan oinarritutako merkatu-aukera berriak eskaintzeko aplikazio-eremu askotarako. Azkenik, plataforma eta erabilera-kasu komunak gailu elektroniko desberdinak barne hartuko dituenez, INNPAPER-ek papera/zelulosa erabiltzen dela erakutsiko du aplikazio ugaritan sistema elektroniko iraunkorrak eskaintzeko irtenbide gisa.
- FUNDACION CIDETEC (CIDETEC)
Lotutako proiektuak
