Dopo aver visto il legno intelligente al CES 2019 sapevamo che sarebbe stata solo una questione di tempo prima che arrivasse un legno intelligente stampato in 3D.
A quanto pare, i team della Simon Fraser University (SFU), della British Columbia e del Laboratorio di materiali in legno applicati presso i laboratori federali svizzeri per la scienza e la tecnologia dei materiali ( EMPA ) hanno lavorato alla propria elettronica derivata dal legno.
Utilizzando la stampa 3D, la collaboratrice ha ora dimostrato la capacità di creare sensori chimici wireless, ecologici e monouso nel tentativo di sostituire la plastica dei PCB comuni.
Legno elettrico
Il lavoro di SFU e EMPA sulla bioelettronica stampata in 3D utilizza la nanocellulosa. Tipicamente estratto dalla pasta di legno, questo materiale strutturale pseudo-plastico sta trovando varie applicazioni nel campo della tecnologia medica e persino della tecnologia alimentare . In questo progetto, tuttavia, i team guardano in modo ampio al potenziale del materiale di creare elettronica, testando il potenziale conduttivo delle nanofibre di cellulosa (CNF) e del nanocristallo di cellulosa (CNC) quando combinato con un nanofilo di argento (AgNWs).
Nella sperimentazione, gli inchiostri realizzati utilizzando questi ingredienti di base vengono testati per trovare la soluzione ottimale. Il migliore (una miscela CNF) viene scelto per la stampa 3D come circuito di un induttore-condensatore (LC) su una pellicola di poliammide. Quindi, quando viene applicata una carica elettrica al circuito (tramite una scatola collegata), i dati possono essere raccolti in modalità wireless dal sensore stampato in 3D misurando la frequenza radio.
Secondo Woo Soo Kim, professore di SFU presso la School of Mechatronic Systems Engineering, i risultati di questa recente ricerca contribuiranno a far avanzare il campo dell’elettronica verde, ovvero dispositivi realizzati con componenti di riciclo, come i gioielli della scheda madre di Dell o quelli che utilizzano materiali biodegradabili . “Se siamo in grado di trasformare la plastica in PCB in materiali compositi cellulosici”, aggiunge la professoressa Kim, “il riciclaggio di componenti metallici sulla scheda potrebbe essere raccolto in un modo molto più semplice.”
Le aree di applicazione suggerite per i sensori includono la biomedicina e il rilevamento ambientale : un campo che sta diventando sempre più importante mentre il pianeta cerca di gestire l’inquinamento della Terra.
” Sensori elettrochimici: i sensori ionici monouso senza fili stampati in 3D con compositi biocompatibili in cellulosa ” sono pubblicati online su Advanced Electronic Materials. È co-autore di Taeil Kim Chao Bao, Michael Hausmann, Gilberto Siqueira, Tanja Zimmermann e Woo Soo Kim.
