纸张2.0:导电纸超越电子书


  电子传感器内置入蜡纸液体容器,就更容易告诉你,什么时间该倒出美味的牛奶或橙汁。而这仅仅是开始。

  至少这是研究人员的目标,这些研究人员正在研究把电子产品安装到纸上。他们都在试图找出,如何结合柔韧、低成本而又可回收的纸,使它结合有信息承载能力的电子器件。

  丹尼尔•陶布交克(Daniel Torbjork)是物理学研究生,在埃博学术大学(Abo Akademi University) 上学,他一直在研究这一问题。他已经发表文章回顾这一领域,就发表在5月号的杂志《先进材料》(Advanced Materials)上。

  许多研究都集中在这一领域。虽然大多数电子应用需要模式化的导电结构,但是,导电纸张可用于一些领域,比如能量存储设备,传感器,电加热器,电场发射器,防静电涂料,电磁屏蔽,这是陶布交克说的。

  “你甚至可以有一些互动功能做在杂志上,”陶布交克说。“你可以把一个简单的游戏放在口袋里。如果你想有一个触摸屏,按下一个按钮,然后奇迹就会发生。纸张传感器可以告诉我们,什么时候东西已经变质。”

  另外的应用,比如信息存储和安全文件,已经建议采用磁性纸张,这种纸含有磁铁。在麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology),研究人员在卡伦•光格里森(Karen K. Gleason)教授的实验室,已经设法把一块太阳能电池置入折叠的纸张中,而且粘上一个这样的视频设备,放进一架纸飞机中。

  德国研究人员还把电子芯片嵌入钞票纸中,以阻止仿冒。

  纸可做为一种很好的基材,但是,印刷电子产品也需要低成本的制造方式。由于许多美国和欧洲造纸商失去了市场份额,输给中国的廉价纸,所以,这些大型纸业公司正在寻找增值产品。

  就是在这里,以电子方式焕发新生的纸张装置可以有所作为。

  陶布交克和大学功能材料研究中心的罗纳德•奥斯特巴克(Ronald Osterbacka)教授正在开发一种低压有机晶体管,以及一种特殊的卷到卷(roll-to-roll)印刷系统,用于电子设备。他们的一些工作是开发传感器,用于包装,资金支持来自芬兰造纸企业斯道拉•恩索公司(Stora Enso)。

  主要障碍是纸张表面粗糙度大,多孔隙和化学杂质,陶布交克说。但这一领域的其他人认为,电子传感器用于纸张,仍远离消费市场。

  “我不认为这会发生,”罗伊•霍根(Roy Horgan)说,他共同创办了位于都柏林(Dublin)的太阳印刷公司(SolarPrint),这家公司正在开发无线太阳能供电的传感器,用于家庭和办公室。“你需要一个导电表面。这可能是10年以后了。我们正在寻找的解决方案,是您今天就可以商业化。最好的基板是玻璃,然后是塑料,除此之外,还有金属溶液。”

  太阳印刷公司正在联合意大利汽车制造商菲亚特公司(Fiat)合作,开发一种独特的汽车玻璃,这种玻璃内含微型光伏电池,可以获取来自太阳的电力,足够供应10%的汽车能源需求。原型产品按计划推出是在2013年,霍根说。在此期间,利用纸张进行导电仍然是一项“蓝天”工程。

  “我很乐意看到有人证明我错了,因为这意味着,它的确发生了,”霍根说。“如果有人想出了导电纸,那就是一项非常有趣的专利技术。”