Med elektroniskt bläck kan man trycka elektroniska funktioner på tyg och papper. Till exempel displayer på kläder och belysning på väggar. Men tryckprocessen kräver idag miljöfarliga lösningsmedel. Nu har forskare i Umeå tagit fram ett webbverktyg för att hitta bättre lösningsmedel.
Så kallad tryckt elektronik är ett snabbt växande fält, som kommer att förändra hur vi använder elektronik i framtiden. Detta tack vare energi- och kostnadseffektiv tryckning av elektroniskt bläck på vardagliga ytor som papper och textilier. Men ett allvarligt problem, ur ett hållbarhetsperspektiv, är att många nuvarande bläck som används under tryckningen innehåller lösningsmedel som är skadliga för både hälsa och miljö.
Grönare lösningsmedel för tryckt elektronik
För att möta denna utmaning har forskarna Christian Larsen och Ludvig Edman, tillsammans med kollegor på Institutionen för fysik vid Umeå universitet, utvecklat och publicerat ett öppet webbverktyg, Green Solvent Selection Tool, för att underlätta identifieringen av gröna lösningsmedel för hållbar tryckt elektronik. Webbverktyget är öppet tillgängligt på internet.
– Tryckt elektronik kommer att förändra hur vi ser på och använder elektronik i framtiden. Du kommer att kunna lägga till funktionalitet, såsom sensorer, solceller, displayer och belysningspaneler, på en mängd alldagliga och funktionella ytor genom billiga tryckprocesser. Föreställ dig kläder som lyser upp och gör dig synlig när det är mörkt, ultratunna belysningspaneler som är målade på väggar och tak, och flexibla och lätta solpaneler som ger el när du är ute på äventyr. De möjliga tillämpningarna är nästan oändliga, säger Christian Larsen, första forskningsingenjör på Institutionen för fysik vid Umeå universitet.
Lösningsmedel farliga för miljö och hälsa
Tillverkningen av trycks elektronik sker genom så kallad sekventiell tryckdeponering av specifikt designade bläck, som innehåller det aktiva materialet upplöst i ett flytande lösningsmedel. Lösningsmedlet är en viktig komponent eftersom det bestämmer kvaliteten på det elektroniska bläcket, och därmed den slutliga komponenten.
Efter varje trycksteg evaporeras lösningsmedlet, vilket gör att arbetarna och den omgivande miljön exponeras för ångorna. Många av de nuvarande lösningsmedlen som används är icke-hållbara eftersom de medför hälsoproblem, säkerhetsrisker och miljörisker.
– Vårt öppna webbverktyg för enkel identifiering av alternativa funktionella och gröna lösningsmedel, kombinerar metoden “lika-löser-lika” med en väletablerad ranking för lösningsmedelshållbarhet eller “grönhet”, säger Christian Larsen.
Christian Larsen är första forskningsingenjör i gruppen för Organisk fotonik och elektronik (OPEG) vid Umeå universitet, ledd av professor Ludvig Edman. Ett viktigt fokus för OPEG är att utveckla en effektiv, tunn och flexibel ljusemitterande komponent, en ljusemitterande elektrokemisk cell, som kan tillverkas genom hållbara och kostnadseffektiva tryckmetoder.
Vetenskaplig artikel:
A Tool for Identifying Green Solvents for Printed Electronics. (C. Larsen, P. Lundberg, S. Tang, J. Ràfols-Ribé, A. Sandström, E.M. Lindh, J. Wang and L. Edman.) Nature Communications 12, 4510 (2021).
Verktyget Green Solvent Selection Tool
Kontakt:
Christian Larsen, Institutionen för fysik, Umeå universitet, christian.larsen@umu.se
