Inteligentny papier "elektroniczny" poprawi konkurencyjność przemysłu drukarskiego

Ostatnie postępy technologiczne umożliwiły wbudowywanie elektronicznych czujników bezpośrednio w produkty papierowe. Przykładowo, elektroniczne opakowanie może zaświadczać o autentyczności leku, a po jego otwarciu przez odpowiedniego odbiorcę pod wskazanych adresem może wysyłać e-mail z potwierdzeniem.

Do niedawna brak było opłacalnych metod produkcji opakowań i etykiet z czujnikami. Finansowany ze środków UE projekt ROPAS (Roll-to-roll Paper Sensors) umożliwił przezwyciężenie tego problemu.

Aby tego dokonać, uczestnicy projektu wbudowali technologię czujników przy pomocy taniego i wysokowydajnego drukowania typu roll-to-roll (R2R) i sheet-to-sheet (S2S). W ramach projektu powstała platforma technologiczna, która integruje drukowane moduły konstrukcyjne składające się z papierowego podłoża, torów przewodzących, anteny, baterii i włączników czujników.

Użycie technologii ROPAS zostało przetestowane na przykładzie trzech zastosowań. Jednym z nich była etykieta zabezpieczająca, która pozwala stwierdzić, czy opakowanie było otwierane. Drugie zastosowanie to inteligentna etykieta umożliwiająca klientom weryfikację informacji zakodowanych za pomocą identyfikacji częstotliwości radiowej, do łatwego użycia w zastosowaniach związanych z ochroną marki i prywatności. Inteligentna etykieta wyposażona jest ponadto w czujnik temperatury i wilgotności, monitorujący historię opakowania. Trzecim zastosowaniem jest inteligentna koperta, która udostępnia usługi śledzenia i prywatnych dostaw z zachowaniem wysokiego poziomu bezpieczeństwa podobnego jak w przypadku przesyłek rejestrowanych, przy niskich kosztach.

W ramach projektu zespół zoptymalizował techniczne moduły konstrukcyjne i ukończył funkcjonalne prototypy wszystkich trzech przykładowych zastosowań. Obiecującym rozwiązaniem, nad którym pracowali badacze, było wytwarzanie baterii na bazie rodnika organicznego (ORB). Ponieważ technologia związana z tym zastosowaniem jest dość nowa, zespół złożył wniosek patentowy dla metody syntezy elektrolitu ORB.

Oprócz tego, testy obejmujące metody R2R i S2S pozwoliły na rozpoczęcie masowej produkcji przykładowych zastosowań demonstracyjnych. Naukowcy udoskonalili procesy wydruku, wykorzystując technikę spiekania błyskawicznego do utwardzenia przewodzącej farby drukarskiej z wysoką prędkością na papierze, i przystąpili do umiejscawiania komponentów. Złożono wniosek o objęcie ochroną patentową technologii koperty inteligentnej, która ma duży potencjał rynkowy.

Europejski przemysł papierowy potrzebuje innowacyjnych i opłacalnych sposobów na nadanie swoim produktom wartości dodanej, by zachować konkurencyjność. W projekcie ROPAS powstały moduły konstrukcyjne do wielofunkcyjnych produktów nowej generacji na bazie włókien, które trafią na rynek warty wiele miliardów euro, obejmujący sektory żywności, opakowań, medycyny i logistyki.