Se estimează că piața globală a dispozitivelor portabile inteligente va ajunge la aproximativ 38,9 miliarde de euro până în 2028. Fără îndoială, aceste dispozitive ne vor îmbunătăți viața printr-o mai mare conectivitate și confort. Dar mai multe dispozitive electronice înseamnă o cerere mai mare de materii prime, precum fier, cupru și aur, ceea ce devine din ce în ce mai mult o problemă.
Pentru a aborda această provocare, cercetătorii de la Universitatea din Surrey, Marea Britanie au studiat modul în care materialele provenite din deșeuri reciclate pot fi folosite pentru a face obiecte portabile, prin dezvoltarea și testarea unui prototip de dispozitiv portabil asemănător unui ceas de mână, realizat din șervețele de hârtie și pahare de plastic aruncate la gunoi.
Prototipul este alimentat de energia generată de mișcările purtătorului. Dispozitivul conține materiale numite nanogeneratoare triboelectrice (TENG) care se încarcă electric atunci când se freacă unul de celălalt, într-un proces cunoscut sub numele de inducție electrostatică. Această încărcare este utilizată pentru alimentarea dispozitivului. În viitor, acest prototip ar putea fi dezvoltat într-un ceas inteligent.
„Nu va trece mult până când va trebui să ne întrebăm care dintre articolele pe care le deținem nu sunt conectate la internet”, explică dr. Bhaskar Dudem, lider de proiect și cercetător la Institutul de Tehnologie Avansată (ATI) al Universității din Surrey. „Cu toate acestea, revoluția actuală a internetului lucrurilor (IoT) evidențiază faptul că planeta noastră nu deține suficiente materii prime câte ar fi necesare pentru a continua producția acestor dispozitive care sunt atât de solicitate”.
Dezvoltatorii dispozitivului purtabil de recoltare a energiei cred că ar putea schimba jocul pentru sectoarele de consum, medical și de securitate. Portabilele sunt o mare afacere. De exemplu, se estimează că 280 de milioane de ceasuri inteligente și articole de fitness vor fi livrate în 2024, alături de 160 de milioane de senzori medicali portabili. Găsind o modalitate de a face dispozitive portabile din materiale reciclate și de a le alimenta prin energie curată, cercetătorii de la Universitatea din Surrey ajută la minimizarea amprentei de mediu a tuturor acestor noi dispozitive.
Electronicele pe bază de siliciu au devenit mult mai mici și mai eficiente într-o perioadă scurtă de timp, ceea ce duce la progrese majore în dezvoltarea dispozitivelor precum telefoanele mobile. Cu toate acestea, electronicele cu suprafețe mari, cum ar fi ecranele de afișare, nu au înregistrat progrese similare, deoarece se bazează pe un dispozitiv, tranzistor cu peliculă subțire (TFT), care are limitări serioase.
În anul 2020, într-un studiu publicat de IEEE Sensors Journal, cercetătorii de la Universitatea din Surrey, Universitatea din Cambridge și Institutul Național de Cercetare din Roma au prezentat utilizarea unui design de circuit de pionierat care utilizează un tip alternativ de dispozitiv, tranzistorul cu control sursă (SGT), pentru a crea blocuri de circuite compacte. Echipa de cercetare consideră că noul proces de fabricație ar putea avea ca rezultat o generație de electronice ultra ușoare, flexibile, pentru dispozitive portabile și senzori.
Dr. Radu Sporea, autorul principal al studiului și lector Dispozitive semiconductoare la Universitatea din Surrey, a declarat: „Intrăm în ceea ce ar putea fi o altă epocă de aur a electronicii, odată cu apariția dispozitivelor 5G și IoT. Cu toate acestea, modul în care am fabricat multe dintre dispozitivele electronice a devenit din ce în ce mai complicat și a împiedicat performanța multor dispozitive. Designul nostru oferă un proces de construcție mult mai simplu decât al tranzistoarelor obișnuite cu peliculă subțire. Circuitele de tranzistori cu sursă controlată pot fi, de asemenea, mai ieftin de fabricat pe scară largă, deoarece simplitatea lor înseamnă că există mai puține deșeuri sub formă de componente. Acest design elegant al electronicelor de suprafață mare ar putea avea ca rezultat dispozitive precum telefoane, trackere de fitness sau senzori inteligenți care sunt mai eficiente din punct de vedere energetic, mai subțiri și mult mai flexibile decât cele produse în prezent”.
Surse:
https://www.surrey.ac.uk/news/surrey-unveils-energy-harvesting-wearable-device-made-recycled-waste
https://www.surrey.ac.uk/news/simplified-circuit-design-could-revolutionise-how-wearables-are-manufactured
