Concours de conception Créer le futur 2020 :Gagnant de la catégorie Électronique/Capteurs/IdO - Circuits flexibles PrintIC

PRINTIC – CIRCUITS ET SYSTÈMES INTÉGRÉS FLEXIBLES ET RECYCLABLES

Giorgio Dell'Erba, Andrea Perinot et Paolo Colpani FLEEP Technologies Milan, Italie

Gagnant d'une station de travail HP

Développé par FLEEP Technologies - une spin-off de l'Institut italien de technologie - PrintIC est une technologie unique pour les circuits intégrés et les systèmes fabriqués uniquement avec des matériaux à base de carbone et utilisant uniquement des techniques d'impression standard (par exemple, jet d'encre, flexo, sérigraphie, etc.).

La technologie utilise des poudres spéciales à base de carbone qui peuvent être des conducteurs, des semi-conducteurs ou des isolants. Ils sont dissous dans des solvants courants et utilisés comme encres dans les imprimantes standard. Le processus commence à partir du bloc de construction de base - le transistor - qui est réalisé dans une configuration TFT avec une pile CMOS. Les transistors sont utilisés pour construire des circuits intégrés numériques ou analogiques complexes.

Les matériaux organiques sont flexibles par nature, ce qui rend les transistors et les circuits pliables, une caractéristique qui ne s'applique pas à la technologie standard du silicium. Les circuits intégrés peuvent être pliés jusqu'à un rayon de 1 mm pendant plus de 1 000 cycles sans perte de performances.

Les matériaux à base de carbone sont généralement appelés plastiques; par conséquent, ces appareils peuvent être recyclés en tant que plastique ordinaire et ne sont pas considérés comme des déchets spéciaux. Le processus de fabrication ne dépasse pas 100 °C, ce qui réduit fortement l'empreinte carbone de la fabrication par rapport à l'électronique standard. De plus, le processus de fabrication est additif, ce qui réduit les déchets de matière.

Contrairement à l'électronique standard où de nombreux composants sont soudés sur un seul circuit imprimé, avec la technologie PrintIC, les capteurs, les actionneurs, les alimentations en énergie et les circuits intégrés peuvent être imprimés sur le même substrat, ce qui évite les coûts d'assemblage. Les appareils sont plus fins que 1 um et peuvent être imprimés sur des substrats allant de 1 à 200 um.

Le besoin accru de surveillance continue et de dispositifs médicaux au point de service fait de la technologie PrintIC le meilleur candidat pour une application flexible sur le terrain (par exemple, surveillance de la glycémie, comptage des doses, chronométrage des doses, pansements intelligents, patchs intelligents).

Le secteur de l'emballage a toujours essayé d'intégrer l'intelligence mais a rencontré des difficultés en raison du respect des réglementations en matière de recyclabilité. L'ajout d'électronique standard fait de tout emballage un déchet spécial. Étant recyclables, les PrintIC sont la solution idéale pour les applications d'emballage intelligentes telles que l'engagement client et la surveillance des denrées périssables.

Avec la demande croissante d'électronique omniprésente, une technologie écologiquement durable est nécessaire. PrintIC est une solution plus respectueuse de l'environnement qui peut résoudre le problème des déchets électroniques dans le secteur de l'IoT.

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MENTIONS HONORABLES :

Sentinelle de santé de la batterie

Dong Ding, Sergiy Sazhin, Eric Dufek et Kevin Gering, Laboratoire national de l'Idaho, Idaho Falls, ID

Le Battery Health Sentry détecte rapidement les courts-circuits internes dans les batteries lithium-ion, éliminant ainsi la chaleur excessive, les incendies et les explosions. Il peut améliorer les appareils fonctionnant sur batterie, aider les consommateurs à évaluer l'état et les performances de la batterie et fournir aux fabricants un outil d'assurance et de contrôle de la qualité. Les utilisations incluent l'électronique portable, les véhicules à propulsion électrique et les applications sous-marines et aérospatiales.

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Système de réseau de capteurs pour premiers intervenants

Ed Hoffmann, Phillip Tinsley, Brad Jefferson et Mat Beyus, Venti LLC, New Bern, Caroline du Nord

Cette technologie fournit un réseau avancé de capteurs sur un large éventail d'éléments de données critiques (température, pression atmosphérique, humidité, vibrations, détection de COV et géolocalisation) et les intègre dans une image opérationnelle commune exploitable pour la sécurité des pompiers. Les données sont stockées dans le cloud et l'IoT, fournissant des informations critiques à toutes les unités qui répondent.

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Sécuriser l'IdO

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

Cette technologie donne à chaque appareil IoT fixe et sans fil la possibilité d'utiliser l'authentification multifacteur pour éliminer «l'attaque de l'homme du milieu» qui découle d'un auteur usurpant un appareil de périphérie sans fil après avoir écouté les communications pour apprendre son accès aux médias adresse de contrôle, clé de cryptage et mot de passe. Il voit une empreinte digitale naturelle dans chaque signal de radiofréquence, indépendamment du protocole ou de la technologie.

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Mémoire universelle à semi-conducteur composé ULTRARAM™

Manus Hayne, Peter Hodgson, Dom Lane et Ofogh Tizno, Université de Lancaster, Lancashire, Royaume-Uni

Les puces mémoire ULTRARAM, conçues pour remplacer la DRAM, permettent aux dispositifs non volatils d'écrire et d'effacer à basse tension ainsi que des énergies de commutation 100 fois inférieures à la DRAM pour la même taille de cellule. Ils seront initialement utilisés là où la non-volatilité et la consommation d'énergie ultra-faible sont cruciales, comme les capteurs IoT autonomes.

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Découvrez les autres gagnants de cette année :

• GAGNANT DU GRAND PRIX
• MÉDICAL
• AÉRONAUTIQUE ET DÉFENSE
• AUTOMOBILE/TRANSPORT
• CONCEPTION DE PRODUITS DE CONSOMMATION
• FABRICATION/ROBOTIQUE/AUTOMATISATION
• TECHNOLOGIES DURABLES/ÉNERGIE DU FUTUR