2020 Create the Future Design Contest:Vencedor da categoria Eletrônica/Sensores/IoT – Circuitos Flexíveis PrintIC

PRINTIC – CIRCUITOS E SISTEMAS INTEGRADOS FLEXÍVEIS E RECICLÁVEIS

Giorgio Dell'Erba, Andrea Perinot e Paolo Colpani FLEEP Technologies Milão, Itália

Vencedor de uma estação de trabalho HP

Desenvolvido pela FLEEP Technologies - um spinoff do Instituto Italiano de Tecnologia - PrintIC é uma tecnologia única para circuitos e sistemas integrados feitos apenas com materiais à base de carbono e empregando apenas técnicas de impressão padrão (por exemplo, jato de tinta, flexografia, tela, etc.).

A tecnologia usa pós especiais à base de carbono que podem ser condutores, semicondutores ou isolantes. Eles são dissolvidos em solventes comuns e usados ​​como tintas em impressoras padrão. O processo começa a partir do bloco de construção básico - o transistor - que é feito em uma configuração TFT com uma pilha CMOS. Os transistores são usados ​​para construir circuitos integrados digitais ou analógicos complexos.

Os materiais orgânicos são flexíveis por natureza e isso torna os transistores e circuitos dobráveis, um recurso que não se aplica à tecnologia de silício padrão. Os CIs podem ser dobrados até um raio de 1 mm por> 1.000 ciclos sem perda de desempenho.

Os materiais à base de carbono são geralmente conhecidos como plásticos; portanto, esses dispositivos podem ser reciclados como plástico comum e não são considerados resíduos especiais. O processo de fabricação não excede 100 °C, reduzindo fortemente a pegada de carbono para fabricação em relação à eletrônica padrão. Além disso, o processo de fabricação é aditivo, reduzindo o desperdício de material.

Ao contrário da eletrônica padrão, onde muitos componentes são soldados em uma única placa de circuito impresso, com a tecnologia PrintIC, sensores, atuadores, fontes de energia e ICs podem ser impressos no mesmo substrato, evitando custos de montagem. Os dispositivos são mais finos que 1um e podem ser impressos em substratos que variam de 1 a 200 um.

A crescente necessidade de monitoramento contínuo e dispositivos médicos no ponto de atendimento torna a tecnologia PrintIC a melhor candidata para aplicação flexível no campo (por exemplo, monitoramento de glicose, contagem de doses, tempo de dosagem, emplastros inteligentes, adesivos inteligentes).

O setor de embalagens sempre tentou integrar a inteligência, mas encontrou dificuldades devido ao cumprimento das normas de reciclabilidade. A adição de eletrônicos padrão torna qualquer embalagem um resíduo especial. Sendo recicláveis, os PrintICs são a solução perfeita para aplicações de embalagens inteligentes, como envolvimento do cliente e monitoramento de alimentos perecíveis.

Com a crescente demanda por eletrônicos onipresentes, é necessária uma tecnologia ambientalmente sustentável. PrintIC é uma solução mais ecológica que pode resolver o problema do lixo eletrônico no setor de IoT.

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MENÇÕES HONROSAS:

Sentinela de Saúde da Bateria

Dong Ding, Sergiy Sazhin, Eric Dufek e Kevin Gering, Laboratório Nacional de Idaho, Idaho Falls, ID

O Battery Health Sentry detecta rapidamente curtos internos em baterias de íons de lítio, eliminando calor excessivo, incêndios e explosões. Ele pode aprimorar os dispositivos operados por bateria, ajudar os consumidores a avaliar a saúde e o desempenho da bateria e fornecer aos fabricantes uma ferramenta de controle e garantia de qualidade. Os usos incluem eletrônicos portáteis, veículos elétricos e aplicações subaquáticas e aeroespaciais.

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Sistema de matriz de sensores de primeira resposta

Ed Hoffmann, Phillip Tinsley, Brad Jefferson e Mat Beyus, Venti LLC, New Bern, Carolina do Norte

Essa tecnologia fornece uma rede avançada de sensores em um amplo espectro de elementos de dados críticos (temperatura, pressão atmosférica, umidade, vibração, detecção de VOC e geolocalização) e os integra em uma imagem operacional comum acionável para segurança dos bombeiros. Os dados são armazenados na nuvem e na IoT, fornecendo informações críticas para todas as unidades respondentes.

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Protegendo a IoT

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

Essa tecnologia oferece a cada dispositivo IoT sem fio fixo a capacidade de usar autenticação multifator para eliminar o “ataque man-in-the-middle” que decorre de um perpetrador falsificando um dispositivo de borda sem fio após espionar as comunicações para aprender seu acesso à mídia endereço de controle, chave de criptografia e senha. Ele vê uma impressão digital que ocorre naturalmente em cada sinal de radiofrequência, independentemente do protocolo ou da tecnologia.

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Memória Universal de Semicondutor Composto ULTRARAM™

Manus Hayne, Peter Hodgson, Dom Lane e Ofogh Tizno, Lancaster University, Lancashire, Reino Unido

Os chips de memória ULTRARAM, projetados para substituir a DRAM, permitem dispositivos não voláteis com gravação e apagamento de baixa tensão, além de alternar energias 100 vezes menores que a DRAM para o mesmo tamanho de célula. Eles inicialmente serão usados ​​onde a não volatilidade e o consumo de energia ultrabaixo são cruciais, como sensores autônomos de IoT.

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Veja os demais vencedores deste ano:

• GANHADOR DO GRANDE PRÊMIO
• MÉDICO
• AEROESPACIAL E DEFESA
• AUTOMOTIVO/TRANSPORTE
• PROJETO DE PRODUTO DE CONSUMIDOR
• MANUFATURA/ROBÓTICA/AUTOMAÇÃO
• TECNOLOGIAS SUSTENTÁVEIS/FUTURA ENERGIA