Sensores inteligentes autoalimentados e imprimíveis criados a partir de semicondutores emergentes podem significar Internet das Coisas mais barata e ecológica.
Criar sensores inteligentes para incorporar em nossos objetos e ambientes cotidianos para a Internet das Coisas (IoT) melhoraria muito a vida cotidiana – mas requer trilhões desses pequenos dispositivos. O professor da Universidade Simon Fraser, Vincenzo Pecunia, acredita que os semicondutores alternativos emergentes que são imprimíveis, de baixo custo e ecologicamente corretos podem abrir caminho para uma IoT mais barata e sustentável.
Liderando uma equipe multinacional de especialistas em várias áreas de eletrônicos imprimíveis, Pecunia identificou as principais prioridades e caminhos promissores para eletrônicos imprimíveis para permitir sensores inteligentes ecologicamente corretos e autoalimentados. Suas percepções prospectivas são descritas em seu artigo publicado em 28 de dezembro na Nature Electronics .
“Equipar objetos e ambientes cotidianos com inteligência por meio de sensores inteligentes nos permitiria tomar decisões mais informadas à medida que avançamos em nossas vidas diárias”, diz Pecunia. “As tecnologias de semicondutores convencionais exigem processamento complexo, com intensidade de energia e caro, mas os semicondutores imprimíveis podem fornecer produtos eletrônicos com pegada de carbono e custo muito menores, pois podem ser processados por impressão ou revestimento, que exigem muito menos energia e consumo de materiais”.
Pecunia diz que criar eletrônicos imprimíveis que possam funcionar usando energia coletada do ambiente – da luz ambiente ou de sinais de radiofrequência onipresentes, por exemplo – pode ser a resposta.
“Nossa análise revela que uma das principais prioridades é realizar eletrônicos imprimíveis com o menor conjunto de materiais possível para agilizar seu processo de fabricação, garantindo assim o aumento de escala direto e baixo custo da tecnologia”, diz Pecunia. O artigo descreve uma visão de eletrônicos impressos que também podem ser alimentados por sinais móveis onipresentes por meio de abordagens inovadoras de baixa potência – essencialmente permitindo que sensores inteligentes sejam carregados do nada.
“Com base em descobertas recentes, prevemos que os semicondutores imprimíveis podem desempenhar um papel fundamental na realização de todo o potencial de sustentabilidade da Internet das Coisas, fornecendo sensores autoalimentados para casas inteligentes, edifícios inteligentes e cidades inteligentes, bem como para manufatura e indústria. .”
A Pecunia já alcançou inúmeras inovações em sensores inteligentes imprimíveis autoalimentados, demonstrando eletrônicos impressos com dissipação de energia recorde e os primeiros dispositivos imprimíveis alimentados por luz ambiente por meio de pequenas células solares imprimíveis.
Seu grupo de pesquisa na Escola de Engenharia de Energia Sustentável da SFU concentra-se no desenvolvimento de abordagens inovadoras para células solares imprimíveis e eletrônicas ecologicamente corretas para uso em dispositivos inteligentes de próxima geração.
Pecunia observa que as tecnologias de semicondutores desenvolvidas por seu grupo podem potencialmente permitir a integração perfeita de eletrônicos, sensores e coletores de energia com o toque de um botão ‘imprimir’ em locais de produção únicos – reduzindo assim a pegada de carbono, os problemas da cadeia de suprimentos e custos energéticos associados ao transporte de longa distância na fabricação de eletrônicos convencionais.
“Devido à sua capacidade de fabricação única, os semicondutores imprimíveis também representam uma oportunidade única para o Canadá”, diz ele. “Não apenas para se tornar um player global em eletrônicos ecológicos de última geração, mas também para superar sua dependência de eletrônicos de países distantes e a cadeia de suprimentos associada e questões geopolíticas.
“Nossa esperança é que esses semicondutores forneçam tecnologias ecologicamente corretas para um futuro de geração de energia limpa e vida sustentável, que são essenciais para alcançar a meta de zero líquido do Canadá”.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade Simon Fraser. Original escrito por Marianne Meadahl.
Referência do periódico:
- Luis Portilla, Kalaivanan Loganathan, Hendrik Faber, Aline Eid, Jimmy GD Hester, Manos M. Tentzeris, Marco Fattori, Eugenio Cantatore, Chen Jiang, Arokia Nathan, Gianluca Fiori, Taofeeq Ibn-Mohammed, Thomas D. Anthopoulos, Vincenzo Pecunia. Eletrônica de grande área alimentada sem fio para a Internet das Coisas . Natureza Eletrônica , 2022; DOI: 10.1038/s41928-022-00898-5
