Un professeur va développer des appareils électroniques entièrement en papier

Jun 05, 2023

Imaginez si vous pouviez construire un appareil électronique entièrement en papier. Une alternative non toxique, rentable et biodégradable aux composants à base de silicium et de plastique changerait la donne pour une planète qui se remplit rapidement de « déchets électroniques » de gadgets mis au rebut et de capteurs à usage unique.

C'est la vision du professeur Seokheun (Sean) Choi de l'Université de Binghamton. Il travaille depuis des années à créer de meilleures biobatteries qui utilisent des bactéries ou de la sueur humaine pour générer de l'énergie. Certaines de ces batteries étaient sur papier, et il espère désormais appliquer ces connaissances aux circuits imprimés et aux pièces associées.

Une nouvelle subvention de 400 000 $ de la National Science Foundation financera le développement de ce qu'il appelle la papertronique intégrée. Ce prix de trois ans est sa neuvième subvention fédérale depuis son arrivée à Binghamton – sept de la NSF et deux de l'Office of Naval Research.

L'objectif principal est d'imprimer des circuits imprimés multicouches hautes performances sur du papier à l'aide de fils métalliques densément concentrés et hautement conducteurs, et de créer des composants flexibles à base de papier pouvant être intégrés dans ces systèmes papertronic. Choi a déclaré qu'un projet entièrement sur papier comme celui-ci est une idée unique, et c'est ce qui a suscité l'intérêt de la NSF.

"Tous les travaux antérieurs avec des cartes de circuits imprimés sur papier devaient utiliser des composants électroniques disponibles dans le commerce", a déclaré Choi, membre du corps professoral du département de génie électrique et informatique du Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science. « Cela n'a aucun sens pour l'électronique entièrement basée sur papier. Nous souhaitons remplacer ces composants par des condensateurs, des registres et des transistors en papier.

Alimenté par l’Internet des objets – qui utilise de minuscules capteurs pour se connecter – certains experts en technologie prédisent qu’il y aura plus de 1 000 milliards d’appareils électroniques dans le monde d’ici 2035. Les méthodes de fabrication actuelles généreraient des millions de tonnes de « déchets électroniques » décharges et océans.

S'appuyant sur des années de recherche, Choi pense que lui et ses étudiants du laboratoire de bioélectronique et de microsystèmes de Binghamton peuvent faire passer la papertronique au niveau supérieur.

"Mon objectif à long terme est de créer un système électronique vert et renouvelable, donc en ce sens, ce projet est la prochaine étape logique", a-t-il déclaré. « Les idées et les observations de mon groupe de recherche font de nous un leader dans le domaine des biobatteries sur papier et des biocapteurs auto-alimentés sur papier. Je vais intégrer toute mon expertise, mes connaissances et mes expériences pour créer un système entièrement papier.

L’un des défis consistera à trouver des matériaux non toxiques qui feront bien leur travail sans causer de problèmes environnementaux par la suite.

"Avec nos travaux précédents, nous voulions développer des composants papertronic – c'était notre objectif, et nous avons utilisé des matériaux toxiques ou tout ce qui fonctionnait", a-t-il déclaré. "Mais maintenant, j'aimerais également utiliser des matériaux biodégradables pour créer même les petits composants."