Trykkeribransjen kan gjøre mer enn kommersielle jobber, emballasje eller storformatplakater. Trykt elektronikk er en milliardindustri og kommer mer og mer i fokus, spesielt trykte og fleksible sensorer. Sign & Print spør Matthew Dyson, teknisk analytiker i ID Tech Ex, om hvilke trykkerier som kan dra nytte av denne utviklingen, og hvilken kunnskap som kreves.
Markedsundersøkelsesinstituttet ID Tech Ex spår at markedet for sensortrykte sensorer vil beløpe seg til drøye 4,5 milliarder amerikanske dollar innen 2030. Dette fremgår av rapporten Printed and Flexible Sensors 2020 – 2030: Technologies, Players, Forecasts som også omhandler mulige bruksområder for trykt elektronikk. .
Siden trykkeribransjen består av selskaper som er aktive innen mange forskjellige områder, er ikke trykt elektronikk et realistisk vekstområde for dem alle. Men trykkerier som allerede produserer store volumer kan ha nytte av utviklingen, svarer Dr. Matthew Dyson på spørsmålet vi stiller om hvilke leverandører av trykketjenester som mest sannsynlig kommer inn i dette markedet. Han er teknisk analytiker ved ID Tech Ex og en av forfatterne av den nåværende rapporten.
– En veldig lovende vei er når selskaper som allerede produserer store utskriftsvolumer samarbeider med «Early stage» selskaper som har utviklet en viss sensorteknologi. Det er vanskelig for de små sensorprodusentene, som i stor grad er fokusert på forskning og utvikling, å komme inn i «ekte» produksjon. Derfor er de sannsynligvis interessert i å samarbeide. Dette gjelder selvfølgelig ikke områder der det allerede er integrerte løsninger, som medisinsk teknologibedrifter som utvikler og produserer teststrimler, forklarer Dyson.
Han beskriver hvilken kunnskap en leverandør av utskriftstjenester trenger å ha med seg, og hva som er viktig å bygge opp.
– En viktig utfordring i kommersialiseringen av trykt elektronikk – inkludert trykte og fleksible sensorer – er å sikre at egenskapene til prototypen reproduseres nøyaktig i serieproduksjon. Optimalisering av prosessen krever derfor kunnskap om samspillet mellom ledende eller funksjonell blekk og trykkfargeegenskaper, utskriftsparametere og underlag.
Intelligente bygninger – et bruksområde for trykte sensorer
Han ser intelligente bygninger, såkalte Smart buildings, som et godt eksempel på et mulig bruksområde for trykte og fleksible sensorer. Fremtidens bygninger kan faktisk utstyres med trykte sensorer som er innebygd i vegger, gulv eller tak. Det kan for eksempel være for å oppdage eller registrere vannskader, luftkvalitet og andre bruksmønstre, sier Dyson. Fordelen med trykt eller fleksibel elektronikk ligger i deres lave vekt, tynnsjiktstrukturen og muligheten til å produsere dem billig i store mengder.
Disse tingene er akkurat det som er viktig for bygningsintegrerte applikasjoner, for eksempel berøringsfølsomme vegger. Dyson forklarer at de skriver ut med ledende blekk basert på karbon for denne typen funksjonalitet.
Berøringsfrie knapper og vegger
Folk kan «samhandle» med en vegg, for eksempel for å slå på lys eller lyd uten å berøre den, ved å arrangere kapasitive sensorer under dekorativ grafikk. Kontaktløse brytere for å slå på lys, basert på kapasitive sensorer, er også mulig. I stedet for å måtte trykke på en lysbryter, oppdager sensorene ledende objekter som skjer uten at det kreves noen berøring.
– Gitt den nåværende covid-19 situasjonen, genererer teknologien økende interesse, forklarer Matthew Dyson.
Gulv som opprettholder sosial avstand
Trykkfølere, ofte produsert ved hjelp av silketrykk, kan også brukes i store mengder og samtidig billig. Til nå har de oftest blitt brukt til å registrere belegningsgrad i kjøretøyer, men i fremtiden kan sensorene også integreres i store gulvarealer.
–Potensielle bruksområder er å overvåke kunder i en butikk eller pasienter på et sykehus – uten de personvernproblemer som vil oppstå ved bruk av kameraer, forklarer Matthew Dyson og legger til:
–Trykkfølsomme gulvbelegg har allerede blitt utviklet og brukt i butikker for å opprettholde covid-19-kravene til sosial distansering.
Holder oversikt over fuktskader
Dyson sier at det allerede er tynne filmer med fuktsensorer tilgjengelig for innendørs bruk. Disse oppdager fuktigheten via en trykt antenne som kan leses eksternt med RFID-teknologi (radiofrekvensidentifikasjon).
– Grunnprinsippet er at et fuktfølsomt lag endrer antennens resonansfrekvens, forklarer Dyson. Takket være den tynne filmstrukturen kan en slik sensor plasseres bak plater og ark med materiale for for eksempel å holde rede på tetningen.
Advarer mot forurensning og dårlig luftkvalitet
Analytikere beskriver også hvordan trykt elektronikk kan brukes til å overvåke luftkvaliteten. Så langt har de fleste gassensorer blitt laget av ikke-organiske materialer og er derfor stive og rigide å installere. Et tynnfilmalternativ er trykt/fleksibel elektronikk basert på materialer som karbon-nanorør, hvis ledningsevne endres på grunn av absorpsjon av gassmolekyler.
–Å motta denne informasjonen i en bygning i sanntid kan gjøre det mulig å endre luftsirkulasjonen tilsvarende, og gi en tidlig advarsel om høye forurensningsnivåer, forklarer Dr. Matthew Dyson.
Eksemplene beskrevet ovenfor er bare en liten del av de mulige bruksområdene som finnes for trykte og fleksible sensorer. Hvis du vil vite mer om dette kan du bestille den detaljerte rapporten «Printed and Flexible Sensors 2020 – 2030: Technologies, Players, Forecasts» på ID Tech Ex-nettstedet.
Tekst: Judith Grajewski, oversettelse: Roger Stormo
