芬兰坦佩雷大学教授马蒂·曼蒂萨洛正领导一项印刷电子技术研究,通过结合增材制造工艺与生物可降解材料,降低电子生产中的能耗与废弃物产生。该研究聚焦替代传统高能耗、高化学物质消耗的电子制造方法。曼蒂萨洛研究团队采用丝网印刷、喷墨印刷及卷对卷生产工艺,逐层构建电子结构。这种"按需添加材料"的方式避免了传统印刷电路板制造中常见的金属蚀刻与化学试剂使用。
低温工艺的环保优势
曼蒂萨洛指出:"我们仅在需要处添加材料,由此大幅减少化学品使用并节约巨量能源。"较低的加工温度使生物基与可降解基材得以应用——这些材料无法承受传统制造的高温环境。他解释道:"温度降低直接减少能耗,进而降低二氧化碳排放,这形成非常直接的环保链条。在低温条件下,我们可以引入传统电子制造工艺中无法存活的生物基乃至可完全降解材料。"
资源节约型储能元件
研究还延伸至无需关键原材料的储能部件开发。团队已研发出由碳、水、盐、纸张、塑料和铝等常见材料(类似饮料包装材料)构成的超级电容器,瞄准性能要求适中、可接受材料折衷的应用场景。
农业与环境监测应用
在2023至2025年与芬兰技术研究中心的SOIL合作项目中,研究人员利用土壤常见材料开发出可生物降解传感器。这类传感器用于监测农田环境参数,并能在原位自然分解而不改变土壤构成。
医疗健康领域的拓展
该技术同样适用于医疗健康领域,包括监测呼吸频率、血氧饱和度、心率、体温及心功能的可穿戴传感器。曼蒂萨洛表示,低成本家用诊断设备既能降低医疗开支,又能将服务延伸至偏远地区,推动普惠医疗发展。
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