Uno sguardo alla Printed Electronics

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Adelina Longhi
8 anni fa
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1 Uno sguardo alla Printed Electronics Sintesi della Conferenza e Trade Show Printed Electronics Europe 2014, Berlino, 31 Marzo 2 Aprile 2014 Autore: Gianluca Zaffiro, Telecom Italia, Future Centre La Printed Electronics è la più importante conferenza e fiera sulla Printed Electronics (PE) a livello mondiale. Viene organizzata da IDTechEX in due edizioni annue, una in Europa a primavera, e una e negli USA in autunno. La conferenza richiama circa 2000 visitatori e 120 espositori da 20 paesi nello spazio fieristico. Precedono e chiudono l evento alcuni workshops (Masterclass). Nel seguito si presenta una sintesi ragionata di quanto emerso dalla partecipazione alla conferenza, alla fiera e alle masterclass. Cos è la Printed Electronics e perché è una tecnologia disruptive. La PE è una famiglia di tecnologie di produzione emergente per l elettronica che consente potenzialmente di realizzare oggetti smart a basso costo, estremamente versatili grazie alle proprietà di flessibilità, sicurezza, impiantabilità, ingeribilità e sottigliezza, e con caratteristiche superiori alle tecniche classiche in termini di flessibilità di design, gestibilità di piccole quantità di produzione, ottimizzazione dello spazio fisico, tolleranza ai guasti. In prospettiva potrebbe essere la tecnologia per la bionica e per la realizzazione di dispositivi completamente trasparenti. Ci sono varie tecniche di stampa di componenti elettronici, che derivano da quelle di stampa su carta. Le due tecniche principali sono la stampa con rotative (flexografica, rotocalcografica ) o quella a getto di inchiostro. Queste tecniche hanno il grande vantaggio di poter operare a temperatura bassa rispetto ai procedimenti per i circuiti integrati, e quindi consentono di operare su supporti come carta e plastica. L altro vantaggio è nel caso della stampa con rotativa la possibilità di produzione di grandi volumi a basso costo e per la tecnica a getto di inchiostro la semplicità di personalizzazione. Attraverso l uso di inchiostri speciali conduttivi (o isolanti) o dotati di altre proprietà (es. luminescenza) è possibile realizzare diverse tipologie di dispositivi incluse piste conduttive, antenne RFID, schermi, sensori, memorie, transistori, batterie, capacitori ecc.. Con la PE è possibile stampare dispositivi completi in sostituzione di quelli oggi costruiti con tecniche tradizionali, o realizzare parti di questi come strati o singoli componenti (ibridi). Il mercato attuale della PE vale poco meno di 500 milioni di $ (escludendo gli inchiostri conduttori che valgono oltre 2500 milioni di $) e si ripartisce tra display elettroforetici ed elettroluminescenti, pannelli fotovoltaici e Proprietario: Gianluca Zaffiro SI.I.FC Data emissione: Codice doc.: Null

Viene organizzata da IDTechEX in due edizioni annue, una in Europa a primavera, e una e negli USA in autunno.

2 sensori. Grandi potenzialità di mercato nel lungo periodo sono individuate nella stampa di display OLED. Nel 2023 il mercato della PE varrà quasi 5 miliardi di $ escluse le piste conduttive, che da sole varranno circa 3 miliardi di $ (fonte IDTechEX) 1. Cosa si realizza oggi con la Printed Electronics? Nel seguito sono presentate alcune soluzioni di aziende chiave nel settore della PE che erano presenti alla conferenza. Bfree di Arveni Bfree è una soluzione di interruttori da muro senza batteria e wireless per il controllo di accensione e spegnimento delle luci di casa che sta per essere lanciata dall azienda francese Arveni. La soluzione utilizza un sistema di energy harvesting piezoelettrico che produce l energia necessaria a inviare il segnale ad una centralina installata nella scatola di derivazione della casa, e che può gestire fino a trenta interruttori. Il design degli interruttori è particolarmente curato. Anche la società svizzera Algra produce analoghi interruttori piezoelettrici per la Smart Home. Touchcode di T-Ink T-Ink è una azienda americana leader nella progettazione di inchiostri per la PE. Assieme alla società tedesca Touchcode ha sviluppato una soluzione omonima, ottenuta stampando su carta piste conduttive in grado di interagire quando avviciniate agli schermi touch di smartphone e tablet e di scatenare un comando codificato attraverso un App che interpreta il codice. Possono essere considerati una evoluzione del QR code (non richiedono l uso della telecamera) ed una versione meno complessa di NFC (non richiedono la presenza di una antenna NFC). 1 L importanza del mercato delle piste conduttive si lega alla semplificazione delle tecniche di oggi (cablaggi), al miglioramento delle caratteristiche meccaniche (niente fili saldati, niente parti in movimento per gli interruttori stampati), alla possibilità di ottimizzare gli spessori (conduttori stampati assieme al substrato plastico già applicazioni nei cruscotti automobilistici e in avionica). 2

Nel seguito sono presentate alcune soluzioni di aziende chiave nel settore della PE che erano presenti alla conferenza.

3 Memorie/sensori stampati su plastica di Thinfilm Thinfilm è una azienda norvegese che realizza memorie stampate su plastica con capacità di 20bit dal costo inferiore a $1 e che possono essere usate come etichette anti contraffazione. Al momento le memorie vanno lette a contatto fisico attraverso una pistola a 10 pin. Con la stessa tecnologia è possibile realizzare etichette stampate che integrano un sensore di temperatura, una logica di base e memoria riscrivibile in grado di tracciare il corretto stoccaggio di merci deperibili durante il trasporto (es. alimenti o medicinali). Sensore organico di immagini di ISORG / PlasticLogic ISORG è una start-up francese che ha realizzato in partnership con PlasticLogic, nota azienda anglo-tedesca leader nella produzione di schermi organici trasparenti e flessibili, un sensore organico di immagini in grado di rilevare con una risoluzione di 96x96 pixel le immagini. Possibili applicazioni sono rilevazione immagini su larghe aree, diagnostica, bodyscan, con range dai millimetri al metro, e lettori per scaffali intelligenti. 3

Con la stessa tecnologia è possibile realizzare etichette stampate che integrano un sensore di temperatura, una logica di base e memoria riscrivibile in grado di tracciare il corretto stoccaggio di

4 nanocloud Processors di EPIC Semiconductors EPIC Semiconductors è un azienda canadese che ha creato i nanocloud Processors (ncps), chip per sensori indossabili privi di batteria e dotati di comunicazione contactless, che possono essere usati in varie aree tra cui lo sport e il wellness (quantified self). Il sensore biometrico è realizzato in silicio o con polimeri flessibili stampati in PE, ed è quindi indossabile come cerotto sul corpo. Il sensore viene alimentato, effettua misure e comunica intercettando un campo elettrico variabile che si propaga sul corpo umano e che viene generato da un apposito dispositivo, per esempio uno speciale smartwatch, in grado di interpretare i segnali letti dai sensori. Un video dimostrativo spiega meglio l invenzione Sensori indossabili di Clothing+ Clothing+ è una azienda finlandese specializzata nell integrazione di sensori biometrici per lo sport e medici nei tessuti, che mantengono le caratteristiche di indossabilità, usabilità e manutenzione (lavaggio). Lavora con aziende come Polar, Adidas, Philips. Nell immagine un pantaloncino da corsa con integrati sensori per rilevare l EMG dei muscoli delle gambe di un corridore realizzati da Clothing+. 4

essere usati in varie aree tra cui lo sport e il wellness (quantified self).

5 Emotional Moisture Humidity Sensor di Ynvisible Ynvisible è una azienda portoghese specializzata nella stampa di carta con grafica interattiva e confezioni di merci interattive. La tecnologia utilizzata è quella degli strati cromogenici di vario genere, per la realizzazione di display elettrocromici stampati. Loro prodotto iconografico è il sensore a cartellino Emotional Moisture Humidity Sensor venduto per 13 - che rileva il livello di umidità nei vasi delle piante e di conseguenza mostra visivamente con uno smile visualizzato con display elettrocromico se è necessario annaffiare la pianta. Cerotto antirughe Biobliss di iontera e Bluespark Il cerotto antirughe realizzato dall americana iontera guida i principi attivi sottocute attraverso il fenomeno di ionoforesi possibile grazie all applicazione di deboli correnti. Il cerotto è fornito di una batteria sottile (mezzo millimetro) e flessibile, ottenuta con procedimento di stampa dall azienda americana Bluespark. Questo prodotto è un esempio di successo commerciale dell elettronica stampata. 5

Loro prodotto iconografico è il sensore a cartellino Emotional Moisture Humidity Sensor venduto per 13 - che rileva il livello di umidità nei vasi delle piante e di conseguenza mostra visivamente con

6 BoogieBoard di ImprovElectronics BoogieBoard è una lavagnetta riscrivibile basata sulla proprietà di sensibilità alla pressione dei cristalli liquidi colesterici 2. Lo schermo è fornito da KentDisplay. La versione SYNC 9.7 può anche salvare gli appunti nel Cloud, trasferendo allo smartphone via Bluetooth i dati da ricordare. Un digitizer sensibile alla pressione memorizza gli appunti. E disponibile da fine 2013 e costa $80 su amazon. 2 I cristalli liquidi colesterici sono usati per realizzare schermi che si vedono in riflessione sotto la luce ambiente e solare, e sono dotati di bistabilità (per cui non c è bisogno di alimentazione per mantenere l immagine). 6

Un digitizer sensibile alla pressione memorizza gli appunti. E disponibile da fine 2013 e costa $80 su amazon.

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