Proyecto H2020 INNPAPER:Electrónica impresa innovadora e inteligente basada en papel multifuncional: del etiquetado inteligente a las bioplataformas en el punto de atención

Durante el segundo periodo (M13-M30), los principales resultados obtenidos son los siguientes: Se ajustaron los papeles con conductividad, hidrofobicidad y porosidad adaptadas para los casos de uso. Se demostró que una tinta de nanocelulosa/nanotubo de carbono es un excelente material para el sensor de humedad. Se demostró que las películas de celulosa transparentes con microestructura e hidrofobicidad a medida son una capa de cobertura potencial para pantallas electrocrómicas. Para el caso de uso 2 (inmunosensores PoC), se desarrollaron canales fluídicos imprimibles utilizando tintas a base de nanocelulosa y también se fabricaron papeles con biorreactividad personalizada con una afinidad mejorada de los canales fluídicos basados en papel con proteínas y anticuerpos. Se estableció la línea SUTCO para la producción de nanopapeles y la siguiente línea de modelado mediante nanoimpresión rollo a rollo, así como la línea de plasma para la hidrofobización de nanopapeles. Además, se amplió la producción de MNFC. Se mejoró la calidad del MNCF y se alcanzó la capacidad de producción a 200 y 5000 kg para escalas piloto e industriales, respectivamente. En cuanto a los dispositivos, los electrolitos a base de celulosa para las baterías impresas y las pantallas electrocrómicas se formularon siguiendo dos enfoques: 1- Generación de electrolitos viscosos de alto contenido en sólidos 2- Electrolitos de hidrogel autónomos formados por agentes reticulantes. Tanto las baterías funcionales coplanares impresas en zinc-carbono como las pantallas electrocrómicas basadas en los electrolitos a base de celulosa se produjeron con éxito en papel Powercoat. El sistema de comunicación para conectar los sensores a una memoria y para intercambiar los datos con el teléfono también se desarrolló y probó en configuraciones de casos reales. Para el caso de uso 1 (etiquetas inteligentes), se requieren dispositivos ambientales impresos: se desarrolló un sensor de temperatura para mediciones entre -10 °C y +60 °C, con resultados muy estables entre -10 °C y +20 °C. También se lograron sensores de humedad con buena correlación entre la variación de la humedad y la corriente recolectada. También se probaron los primeros sensores de presión sobre papel que ofrecían una buena respuesta. Para el caso de uso 2 (inmunosensores PoC), se están siguiendo diferentes estrategias. Uno de los enfoques más innovadores es el que consiste en un canal poroso impreso a base de celulosa antes mencionado. Los resultados obtenidos son prometedores, pero la integración de la detección electroquímica no está lista. Finalmente, para el caso de uso 3 (genosensores PoC), el trabajo de este período se centró en la construcción de nuevas capacidades para la microfluídica del papel y en la mejora de la detección electroquímica en papel. Para la fabricación de la plataforma común y los 3 casos de uso, se realizó el diseño final. Se abordó el desarrollo de una PCB de prueba de depuración para probar ambos elementos. Se diseñaron y fabricaron dos plataformas electrónicas (una para los casos de uso 1 y 3, y otra para el caso de uso 2). Se probó con éxito una aplicación gratuita disponible en teléfonos inteligentes para la recopilación, visualización y almacenamiento de datos en la nube. Las primeras pruebas sobre la fabricación de la plataforma común en papel mediante serigrafía se realizaron con éxito siguiendo este flujo de proceso: 1- impresión de las pistas conductoras, la antena y las almohadillas de conexión, 2- impresión de la pantalla, 3-impresión de la batería. La funcionalidad de los diferentes dispositivos ha sido probada. Los siguientes pasos son la selección y colocación de los componentes basados en silicio y la caracterización. La estrategia de comunicación se ha centrado en la creación de comunidades y en la participación de las partes interesadas a través del boletín, las redes sociales, las actividades de la oficina de prensa y la comunicación en los eventos. Se ha lanzado una convocatoria abierta para nuevas ideas (https://innpaper.eu/open-call/). Ya se han publicado cuatro artículos científicos en revistas científicas revisadas por pares, mientras que ya se han presentado 2 adicionales. Además, se han generado 4 solicitudes de patentes.