Lysrör, bildskärmar och solceller av papper

I Sverige pågår försök kring tekniken som kan ge oss enklare och billigare elektronik. Blir framtidens eletronik, som t ex TV och datorer nedladdningsbara från Internet och utskrivbar på papper med hjälp av en vanlig bordsskrivare? Kan vi köpa lysrör och solceller på papprulle och klistra upp dem som vanlig tapet? Nyligen installerades den första tryckpressen för elektronik för kommersiellt bruk i Acreos anläggning i Norrköping.

Exemplet Cypak visar att papper långt ifrån bara är en bulkprodukt som saknar utvecklingspotential. Tvärtom! Ett spår inom svenskt ”intelligent papper” har sin bas vid Linköpings Universitet. Tillsammans med det halvstatliga forskningsinstitutet Acreo i Norrköping, forskar man kring elektroniskt bläck och smart papper. Nyligen kom den första tryckpressen på plats för att kunna trycka elektronik på papper i kommersiell skala.

Alla applikationer har det gemensamt att de baseras på enkla och billiga material – papper och tryckbar elektronik. I en del fall utgörs tryckfärgen av elektriskt ledande polymerer (plaster). Acreo är ett helsvenskt forskningsinstitut kring elektronik och optik som ägs av Föreningen för mikroelektronisk och optisk forskning tillsammans med det statliga holdingbolaget Ireco.

Plast leder ström

I botten för Acreos forskningsarbete ligger nobel-pristagaren Alan Heegers (Nobelpriset i kemi år 2000) upptäckt att plast kan fås att leda ström. Det elektroniska bläck som Acreo sedan utvecklat bildare en folie på papperet. Tekniken bygger på termokroma färger, dvs. färger som växlar beroende på temperatur och som styrs elektroniskt. Målet är att på sikt även kunna visa fyrfärgsbilder med den här tekniken.

Tryckpress för elektronik

Nyligen installerades den första tryckpressen för elektronik i Acreos lokaler. Den kom på plats tack vare ett bidrag på 3,8 miljoner kronor från Vetenskapsrådet.

Acreo har redan knoppat av sig i form av ett utvecklingsbolag, Addmarcable, vilket arbetar med att kommersialisera vissa av idéerna. En av de första produkterna är en stor pappersaffisch för butiksreklam inomhus, som kan växla färg och skifta budskap. Acreo går vidare med utvecklingsarbetet inom tre delområden, displayer, elektroniska identifieringsbrickor och tryckteknik. Det är 20 forskare från Acreo och Linköpingsuniversitet som samarbetar kring utvecklingsarbetet. Man kan idag trycka resistorer och transistorer men man räknar med att på sikt även kunna trycka sensorer, ljusdioder och solceller för att driva kretsarna.

Låg tillverkningskostnad med papper

Det som skiljer Cypak och Acreo-projektet från det som Philips, E-Ink och Matshuita arbetar med, är att svenskarna strävar efter att få fram applikationer med låg tillverkningskostnad och låg energiförbrukning. Svenskarnas teknik bygger därför på träfiberhaltigt papper och traditionella tryckmetoder (offset, screentryck och flexotryck). Skillnaden mot vanligt tryck är att man får tryckfärgen att vara elektroniskt ledande. Det gör trycket till små processorer och annan elektronik. Dessa tryckta elektroniska komponenter ser ut som vanligt tryck med en tjocklek på en mikrometer per komponent. Upplösningen motsvarar 50 – 200 dpi och strömmen till elektroniken som trycks på pappret kan komma från t.ex. solceller eller små tryckbara och miljövänliga mikrobatterier.

Miljövänlig, billig och användbar

Vad finns det då för fördelar med elektronik och displayer på papper? En är att den svenska tekniken är miljövänlig ur såväl energisynvinkel som ur tillverknings- och avfallssynvinkel. Tillverkningspriset är en annan tydlig fördel. Kostnaden för en kvadratmeter tryckt yta i form av en display motsvarar 20-30 kronor. (Att jämföras med en modern plasmaskärm i samma storlek som ligger på cirka 100 - 1000 gånger mer.)

Vad skall det svenskutvecklade elektroniska pappret då användas till?

Svaret är – det mesta.

Elektroniska displayer på papper

Det kan bli elektroniska dagstidningar kopplade mot Internet och som kan visa rörliga bilder. Andra tillämpningar är skyltar för vägar och flygplatser eller för reklam. Även sjukvården kan komma att få användning av tekniken till t.ex. direktsvar på olika tester och blodprover. Ytterligare en mycket tänkbar användning som redan prövas av Posten och andra transportörer är att trycka elektronik på förpackningar och etiketter för att förbättra logistiken på olika sätt. Den tryckta elektroniska etiketten kan effektivare än dagens metoder hålla reda på paket, avsändare, mottagare, var det befinner sig, eventuella skador och hur det behandlats under transporten samt lagerstatus.

Mjölkförpackningar som slår larm

Blöjor som meddelar när de är ”fulla”, mjölkförpackningar som själva larmar att temperaturen blivit för hög under lagring. Arla arbetar just nu i ett annat projekt med försök kring etiketter som kan larma om felaktig förvaringstemperatur för olika mjölkprodukter. Livsmedelsförpackningar som registrerar sig själva i snabbköpskassan är andra möjligheter.

Kanske kommer solceller på rulle kunna spikas fast på taket som om de vore vanlig tjärpapp. Lysrör kan tryckas på tapetrullar som klistras upp på väggen. Men det är inte bara stordrift som hägrar. Även den vanlige ägaren av hem-PC kan komma att dra nytta av teknologin med papper som blir till avancerad elektronik.

Skriv ut din egen TV!

Vid Berkeley University i USA utvecklas nu en tredimensionell bläckstråleskrivare som skriver ut elektroniska apparater. Istället för färgat bläck fylls färgpatronerna i bordsskrivaren med en lösning av ledande plast. Istället för en färgsbild kommer det elektronik ut ur skrivaren. Med en sådan skrivare hemma på skrivbordet är det bara att koppla upp sig på nätet och ladda ned en ny elektronisk apparat. Det första steget är att tillverka en fjärrkontroll för teve, inklusive transistorer, spolar, lysdioder och strömbrytare. Plastic Logic i Cambridge arbetar med liknande tillämpningar. Så gör också flera av de "stora" som Xerox, Philips, Epson och IBM.

Källor: Naturvetaren, Elektroniktidningen, Ny Teknik, Acreo, Cypak, Linköpings Universitet, Tekniska Magasinet, Framkom, Elektronik i Norden., Computer Sweden, www.powerpaper.com

Till toppen

Vidare i SkogsVärden