Innventia, SP och Swedish ICT har gått samman i RISE för att bli en starkare forsknings- och innovationspartner för näringsliv och samhälle.
Under 2017 kommer innventia.com att vara en av flera webbplatser inom RISE. Besök gärna ri.se för mer information om RISE.

Biobaserad elektronik

Biobaserade material kan bli en naturlig del inom elektronikområdet för att möta morgondagens behov och utmaningar. Karl Håkansson berättar om möjligheterna med biobaserad elektronik.

Elektronik finns överallt omkring oss, hjälper oss med disken och med att ta reda på fakta när som helst var som helst: Samtidigt distraherar elektroniken oss också med ljud, vibrationer och plingande när någon postar ännu en bild av sin fantastiska måltid på sociala medier. Oavsett om vi tror att skärmarna, sensorerna och internet kommer att hjälpa mänskligheten, eller bli vår undergång, är elektroniska enheter här för att stanna. För tillfället är självkörande bilar och virtuell verklighet (VR) heta diskussionsämnen, som båda kräver än mer elektronik. På samma gång är behovet av en hållbar framtid, av att vända klimatförändringen och hejda överkonsumtionen en del av västvärldens mest angelägna bekymmer. Är dessa två megatrender kompatibla eller kanske motsägelsefulla?

Jag ägnar en stor del av min arbetstid åt denna fråga. Mer specifikt leder jag och utför forskning i syfte att förstå var biobaserade material har potential att överträffa icke-biobaserade material inom elektronikområdet. Här på RISE kallar vi detta Biobaserad elektronik.

För att klargöra vad biobaserad elektronik kan innebära, tänk bara på ett biobaserat material som används som bärare av aktiva material, eller alternativt att det i sig själv är ett aktivt material. Detta utesluter givetvis inte kombinationen av de två.

Låt mig ge två exempel. För det första, ta drömmen om tryckt elektronik på papperssubstrat, vilket är attraktivt tack vare de stora 2D-ytorna, en låg kostnad för råmaterial och med miljöfördelar jämfört med plast. Problemet är att den grova pappersytan gör det mycket svårt att skriva ut tunna väldefinierade skikt på den, en nödvändighet för effektiv elektronik. En något annorlunda approach som möjliggjorts med dagens nanoteknik, är att funktionalisera och dekorera varje enskild massafiber för att utnyttja den ännu större ytan inuti själva pappret. Konceptet är inte begränsat till massa och papper, det är också mycket attraktivt i kombination med nanocellulosa. I framtiden kan detta möjliggöra funktionalisering av tapeter, förpackningar, textilier eller till och med exotiska applikationer, varför inte rymdrobotar.

Det andra exemplet avser den förväntade ökningen av efterfrågan på energilagring. Denna förväntan baseras inte bara på den växande marknaden för elbilar utan också på de billiga, men intermittenta, förnybara energikällorna, såsom sol och vindkraft. Eftersom det inte är troligt att elanvändarna i framtiden kommer att ha tålamod att vänta tills vinden blåser eller molnen försvinna innan man börjar laga mat eller titta på tv, måste förnybar energi lagras. Om batterier blir det föredragna sättet att lagra energi, kommer det att krävas billiga och förnybara ledande material. Elektriskt ledande kol har potential att vara en stor del av framtida energilagringslösningar och kan faktiskt produceras från kolrikt lignin, en sidoström från massaprocessen. Ledande kolfibrer, smältspunnen eller elektrospunnen, kan exempelvis användas som elektrod i batterier och superkondensatorer. Det är sådana tillämpningar som vi utvärderar våra material för tillsammans med flera universitet och företag.

Samtidigt finns alltid frågan om miljöpåverkan av blandmaterial i mitt bakhuvud. Vårt syfte är inte att lura någon genom att påstå att en produkt blir miljövänlig bara genom att lägga till lite biobaserat material till vad som helst. Därför är det ytterst viktigt att förstå om materialen kan brytas ned biologiskt, återvinnas, separeras eller återanvändas.

För att sammanfatta så utforskar jag hur biobaserade material kan bli en naturlig del inom elektronikområdet. Men vad jag verkligen skulle vilja veta är: Hur skulle en hållbar framtid se ut när elektroniken är ännu mer integrerad i våra liv?

Vill du veta mer om biobaserad elektronik?

Tveka inte att höra av dig till mig!

Kontakt

Karl Håkansson
08 676 7206
Skicka e-post