Concurso de diseño Create the Future 2020:Ganador de la categoría Electrónica/Sensores/IoT:Circuitos flexibles PrintIC

PRINTIC – SISTEMAS Y CIRCUITOS INTEGRADOS FLEXIBLES Y RECICLABLES

Giorgio Dell'Erba, Andrea Perinot y Paolo Colpani FLEEP Technologies Milán, Italia

Ganador de una estación de trabajo HP

Desarrollada por FLEEP Technologies, una escisión del Instituto Italiano de Tecnología, PrintIC es una tecnología única para circuitos integrados y sistemas hechos solo con materiales a base de carbono y que emplean solo técnicas de impresión estándar (por ejemplo, inyección de tinta, flexografía, pantalla, etc.).

La tecnología utiliza polvos especiales a base de carbono que pueden ser conductores, semiconductores o aislantes. Se disuelven en solventes comunes y se usan como tintas en impresoras estándar. El proceso comienza desde el bloque de construcción básico, el transistor, que se fabrica en una configuración TFT con una pila CMOS. Los transistores se utilizan para construir complejos circuitos integrados digitales o analógicos.

Los materiales orgánicos son flexibles por naturaleza y esto hace que los transistores y circuitos sean flexibles, una característica que no se aplica a la tecnología de silicio estándar. Los circuitos integrados se pueden doblar hasta un radio de 1 mm durante>1000 ciclos sin pérdida de rendimiento.

Los materiales a base de carbono se conocen generalmente como plásticos; por lo tanto, estos dispositivos se pueden reciclar como plástico común y no se consideran residuos especiales. El proceso de fabricación no supera los 100 °C, lo que reduce considerablemente la huella de carbono de la fabricación con respecto a la electrónica estándar. Además, el proceso de fabricación es aditivo, por lo que se reduce el desperdicio de material.

A diferencia de la electrónica estándar, donde muchos componentes se sueldan en una sola PCB, con la tecnología PrintIC, los sensores, los actuadores, las fuentes de energía y los circuitos integrados se pueden imprimir en el mismo sustrato, lo que evita los costos de ensamblaje. Los dispositivos tienen un grosor inferior a 1 um y se pueden imprimir en sustratos que van de 1 a 200 um.

La creciente necesidad de monitoreo continuo y dispositivos médicos en el punto de atención hace que la tecnología PrintIC sea el mejor candidato para una aplicación flexible en el campo (por ejemplo, monitoreo de glucosa, conteo de dosis, sincronización de dosis, apósitos inteligentes, parches inteligentes).

El sector del packaging siempre ha intentado integrar la inteligencia pero le resultaba difícil debido al cumplimiento de la normativa de reciclabilidad. Agregar componentes electrónicos estándar hace que cualquier empaque sea un desperdicio especial. Al ser reciclables, los PrintIC son la solución perfecta para aplicaciones de embalaje inteligente, como la participación del cliente y el control de alimentos perecederos.

Con la creciente demanda de productos electrónicos ubicuos, se necesita una tecnología ambientalmente sostenible. PrintIC es una solución más respetuosa con el medio ambiente que puede resolver el problema de los desechos electrónicos en el sector IoT.

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MENCIONES DE HONOR:

Centinela del estado de la batería

Dong Ding, Sergiy Sazhin, Eric Dufek y Kevin Gering, Laboratorio Nacional de Idaho, Idaho Falls, ID

Battery Health Sentry detecta rápidamente cortocircuitos internos en baterías de iones de litio, eliminando el calor excesivo, incendios y explosiones. Puede mejorar los dispositivos que funcionan con batería, ayudar a los consumidores a evaluar el estado y el rendimiento de la batería y proporcionar a los fabricantes una herramienta de control y garantía de calidad. Los usos incluyen dispositivos electrónicos portátiles, vehículos eléctricos y aplicaciones submarinas y aeroespaciales.

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Sistema de matriz de sensores de primera respuesta

Ed Hoffmann, Phillip Tinsley, Brad Jefferson y Mat Beyus, Venti LLC, New Bern, Carolina del Norte

Esta tecnología proporciona una red avanzada de sensores en un amplio espectro de elementos de datos críticos (temperatura, presión atmosférica, humedad, vibración, detección de VOC y geolocalización) y los integra en una imagen operativa común procesable para la seguridad de los bomberos. Los datos se almacenan en la nube e IoT, proporcionando información crítica para todas las unidades de respuesta.

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IoT seguro

Página Heller, Endpoint Security Inc., College Station, TX

Esta tecnología brinda a todos los dispositivos IoT inalámbricos y fijos la capacidad de usar la autenticación de múltiples factores para eliminar el "ataque de intermediario" que surge cuando un perpetrador falsifica un dispositivo de borde inalámbrico después de escuchar las comunicaciones para conocer su acceso a los medios. dirección de control, clave de cifrado y contraseña. Ve una huella digital natural en cada señal de radiofrecuencia, independientemente del protocolo o la tecnología.

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Memoria universal de semiconductores compuestos ULTRARAM™

Manus Hayne, Peter Hodgson, Dom Lane y Ofogh Tizno, Universidad de Lancaster, Lancashire, Reino Unido

Los chips de memoria ULTRARAM, diseñados para reemplazar DRAM, permiten dispositivos que no son volátiles con escritura y borrado de bajo voltaje, así como energías de conmutación 100 veces más bajas que DRAM para el mismo tamaño de celda. Inicialmente, se utilizarán donde la no volatilidad y el consumo ultrabajo de energía sean cruciales, como los sensores IoT autónomos.

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Vea el resto de los ganadores de este año:

• GANADOR DEL GRAN PREMIO
• MÉDICO
• AEROESPACIAL Y DEFENSA
• AUTOMOTRIZ/TRANSPORTE
• DISEÑO DE PRODUCTOS DE CONSUMO
• FABRICACIÓN/ROBÓTICA/AUTOMATIZACIÓN
• TECNOLOGÍAS SOSTENIBLES/ENERGÍA DEL FUTURO