PrintIC gekrönt als Gewinner des 2020 Create the Future Design Contest – Electronics/Sensors/IoT Kategorie

PRINTIC – FLEXIBLE UND RECYCLEBARE INTEGRIERTE SCHALTUNGEN UND SYSTEME

Giorgio Dell’Erba, Andrea Perinot und Paolo Colpani, FLEEP Technologies Mailand, Italien

Gewinner eines HP Workstations

Entwickelt von FLEEP Technologies – einem Spin-off des Italienischen Instituts für Technologie – ist PrintIC eine einzigartige Technologie für integrierte Schaltungen und Systeme, die ausschließlich aus kohlenstoffbasierten Materialien hergestellt werden und ausschließlich Standarddrucktechniken (z. B. Tintenstrahl, Flexo, Siebdruck etc.) einsetzen.

Die Technologie verwendet spezielle kohlenstoffbasierte Pulver, die Leiter, Halbleiter oder Isolatoren sein können. Sie werden in gängigen Lösungsmitteln gelöst und als Tinten in Standarddruckern verwendet. Der Prozess beginnt beim grundlegenden Baustein – dem Transistor – der in einer TFT-Konfiguration mit einem CMOS-Stack hergestellt wird. Die Transistoren werden verwendet, um komplexe digitale oder analoge integrierte Schaltungen zu bauen.

Organische Materialien sind von Natur aus flexibel, was die Transistoren und Schaltungen biegbar macht – ein Merkmal, das auf Standard-Siliziumtechnologie nicht zutrifft. Die ICs können bis zu einem 1-mm-Radius für >1.000 Zyklen gebogen werden, ohne Leistungsverlust.

Die kohlenstoffbasierten Materialien sind allgemein als Kunststoffe bekannt; daher können diese Geräte als gewöhnlicher Kunststoff recycelt werden und gelten nicht als Sondermüll. Der Fertigungsprozess überschreitet nicht 100 °C, was den CO2-Fußabdruck der Fertigung im Vergleich zur Standard-Elektronik stark reduziert. Zudem ist der Fertigungsprozess additiv, sodass weniger Materialabfall anfällt.

Im Gegensatz zur Standard-Elektronik, bei der viele Komponenten auf einer einzelnen Platine verlötet sind, können mit PrintIC-Technologie Sensoren, Aktuatoren, Energieversorgungen und ICs auf demselben Substrat gedruckt werden, was Montagekosten vermeidet. Die Geräte sind dünner als 1 µm und können auf Substraten von 1 bis 200 µm gedruckt werden.

Der erhöhte Bedarf an kontinuierlicher Überwachung und Point-of-Care-Medizingeräten macht PrintIC-Technologie zum besten Kandidaten für flexible Anwendungen im Feld (z. B. Glukoseüberwachung, Dosiszählung, Dosistiming, smarte Pflaster, smarte Patches).

Der Verpackungssektor hat stets versucht, Intelligenz zu integrieren, fand dies jedoch aufgrund der Einhaltung von Recyclingvorschriften schwierig. Das Hinzufügen von Standard-Elektronik macht jede Verpackung zu Sondermüll. Da sie recycelbar sind, sind PrintICs die perfekte Lösung für Smart-Packaging-Anwendungen wie Kundenbindung und Überwachung verderblicher Lebensmittel.

Mit der steigenden Nachfrage nach allgegenwärtiger Elektronik wird eine umweltverträgliche Technologie benötigt. PrintIC ist eine umweltfreundlichere Lösung, die das E-Waste-Problem im IoT-Sektor lösen kann.

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EHRENWÜRDIGE ERWÄHNUNGEN:

Battery Health Sentry

Dong Ding, Sergiy Sazhin, Eric Dufek und Kevin Gering, Idaho National Laboratory, Idaho Falls, ID

Der Battery Health Sentry detektiert interne Kurzschlüsse in Lithium-Ionen-Batterien schnell, verhindert übermäßige Hitze, Brände und Explosionen. Er kann batteriebetriebene Geräte verbessern, Verbrauchern helfen, Batteriegesundheit und -leistung zu bewerten, und Herstellern ein Qualitätskontrollwerkzeug bieten. Anwendungen umfassen tragbare Elektronik, Elektrofahrzeuge, Unterwasser- und Luft- und Raumfahrtanwendungen.

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First Responder Sensor Array System

Ed Hoffmann, Phillip Tinsley, Brad Jefferson und Mat Beyus, Venti LLC, New Bern, NC

Diese Technologie bietet ein fortschrittliches Sensornetzwerk über ein breites Spektrum kritischer Datenelemente (Temperatur, atmosphärischer Druck, Feuchtigkeit, Vibration, VOC-Detektion und Geolokalisierung) und integriert sie in ein handlungsrelevantes gemeinsames Operationsbild für die Sicherheit von Feuerwehrleuten. Die Daten werden in der Cloud und IoT gespeichert und liefern kritische Informationen für alle einsatzbereiten Einheiten.

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IoT-Sicherheit

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

Diese Technologie gibt jedem festen, drahtlosen IoT-Gerät die Möglichkeit, Multi-Faktor-Authentifizierung zu nutzen, um den „Man-in-the-Middle-Angriff“ zu eliminieren, der daraus resultiert, dass ein Täter ein drahtloses Edge-Gerät nach Abhören der Kommunikation spoofed, um seine Media-Access-Control-Adresse, Verschlüsselungsschlüssel und Passwort zu lernen. Sie erkennt einen natürlich vorkommenden Fingerabdruck in jedem Funkfrequenzsignal, unabhängig von Protokoll oder Technologie.

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ULTRARAM™ Compound Halbleiter Universal Memory

Manus Hayne, Peter Hodgson, Dom Lane und Ofogh Tizno, Lancaster University, Lancashire, UK

ULTRARAM-Speicherchips, entwickelt als DRAM-Ersatz, ermöglichen Geräte, die nicht-flüchtig sind mit niedrigspannungsfähigem Schreiben und Löschen sowie Schaltenergien, die 100-mal niedriger sind als DRAM bei gleicher Zellengröße. Sie werden zunächst dort eingesetzt, wo Nichtflüchtigkeit und ultra-niedriger Energieverbrauch entscheidend sind, wie bei autonomen IoT-Sensoren.

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Sehen Sie die diesjährigen Gewinner:

• GRAND PRIZE WINNER
• MEDICAL
• AEROSPACE & DEFENSE
• AUTOMOTIVE/TRANSPORTATION
• CONSUMER PRODUCT DESIGN
• MANUFACTURING/ROBOTICS/AUTOMATION
• SUSTAINABLE TECHNOLOGIES/FUTURE ENERGY