وقد طور الباحثون في جامعة غرينوبل ألبيس طريقة لطباعة الإلكترونيات في علامة الاتصالات رفيد في مجال الاتصالات القريبة (نفك) 13.56 ميغاهرتز، وذلك باستخدام الأحبار المعدنية القائمة على ورق بويركوات. وقد تم اختبار النظام بطريقتي طباعة وثلاثة طرق للتلبد للحبر الموصل لإنشاء هوائي حلقة العلامة. أجري العمل مع الباحث محمد سعداوي، من مدرسة المناجم في سانت إتيان، مركز دي ميكرولترونيك دي بروفانس، في جاردان.

أجري البحث كأطروحة دكتوراه لفيكتور ثينوت، برعاية شركة الورق أرجويغينز، وذلك باستخدام بويركوات، وهي العلامة التجارية أرجويغينز من المنتجات الورقية المصممة لطباعة الدوائر الإلكترونية.

المشروع بعنوان "الطباعة والتلبد الانتقائي من الأحبار المعدنية على الورق؛ تحسين الخصائص الكهربائية ل رفيد-هف الحلقات للإنتاج الصناعي"، روافع الركيزة ورقة ناعمة مصممة خصيصا للانتخابات المطبوعة. درس أطروحة الدكتوراه ثينوت جرت في يوليو، 2017، ويجري الآن الافراج عنهم في شكل ورقة.

يتم بناء معظم علامات نفك وغيرها من السلبي تتفاعل به من النحاس محفورا أو هوائيات الألومنيوم ورقاقة تطبيقها على ركائز بوليميد، أو بيت، بين أو المواد البلاستيكية. وبدلا من ذلك، إذا طبعت الإلكترونيات، يتم ذلك عادة باستخدام الأحبار الموصلة على الركيزة البلاستيكية. ومع ذلك، يلاحظ الباحثون في غرونوبل ألب أن كلا من النسخ المطبوعة وغير المطبوعة من العلامات، مع الركيزة البلاستيكية، لها بصمة كربونية كبيرة.

وقال دينيس كورتيل، وهو مهندس أبحاث في جامعة غرونوبل ألب، مع علامات رفيد المطبوعة على الورق، والتي قدمت معدل أداء جيد، سعت المجموعة إلى إيجاد وسيلة لتوفير حل متجدد. وقد صمموا نظام العلامات القابل للطباعة لتزويد صانعي العلامات بديلا ورقيا للمواد البلاستيكية غير القابلة لإعادة التدوير التي تستخدم عادة في علامات رفيد.

إن الألياف السليلوزية الموجودة في الورق تخدم البوليمر الأكثر وفرة على الأرض، ويقول الباحثون، وتوفر مصدرا متجددا يمكن أن يكون بمثابة الركيزة للالكترونيات المطبوعة. يقول نادج ريفردي - برواس، الأستاذ المساعد في جامعة غرونوبل ألب ومشرف المشروع: "الركيزة يجري الورق، وهذا المورد الحيوي القائم والمتجددة والقابلة لإعادة التدوير". "ميزة أخرى هي انخفاض كلفتها مقارنة مع ركائز أخرى مخصصة للالكترونيات المطبوعة."

احتاج الباحثون في غرونوبل ألبيس الورق إلى تحمل درجة حرارة تصل إلى 180 درجة مئوية أثناء المعالجة. استخدم الفريق عملية تلبيد بعد تطبيق الحبر لجعل مادة الحبر على الورق موصل، دون الحاجة الحرارة فوق 180 درجة. واستخدم الباحثون عمليتين لطباعة طباعة الشارات والطباعة المرنة - في كل حالة من الحالات التي تخلق حلقة هوائي نفك ذات نمط رباعي الدوران. ثم قاموا بقياس الخصائص الهندسية للحبر للعلامة، مثل السمك، واختبار الأداء الكهربائي.

في حالة طباعة الشاشة، تم طباعة الهوائي على ورق بويركوات باستخدام طابعة أسم سمت سولوتيونس ديك هوريزون 03i مع شاشة شبكة البوليستر. العلامات الناتجة، ريفيردي-برواس يقول، ثبت أن أعلى جودة لأحبار الجسيمات الدقيقة، من حيث الأداء الكهربائي.

وتتألف عملية فليكسوغرافيك رول-تو-رول من أسطوانة محفورة بالأنيلوكس بحبر سائل. في هذه الطريقة، تم نقل الحبر على لوحة الطباعة (فوتوبوليمر في الإغاثة)، ومن ثم على الركيزة ورقة. يقول كرتيل: "أحد مزايا هذه العملية هو أنه يستخدم على نطاق واسع للتعبئة والتغليف ووضع العلامات على الورق والبلاستيك".

وتألفت النسخة المرنة من آلة بكرة إلى بكرة مع بكرة واسعة بطول 30 سنتيمترا ومجففي هواء ساخن بالإضافة إلى سائقي الأشعة تحت الحمراء والأدفوس والجرد الوطني بسرعة 8 أمتار في الدقيقة الواحدة. غير أن نوعية هذه الطريقة كانت الأدنى من بين الثلاثة. وكانت النتيجة النهائية، التي تم العثور عليها من حيث الأداء الكهربائي، أقل إلى حد ما من طباعة الشاشة باستخدام الجسيمات الدقيقة.

تكلس عملت بشكل جيد على ورقة، قرر الباحثون. لم تستجب علامات نفك للاستجواب عند حساسية علامة محفورة كيميائيا؛ ومع ذلك، يقول كورتيل، فإنه لا يزال يعمل بشكل جيد بما فيه الكفاية لتمكين معظم تطبيقات نفك التي سيتم قراءة العلامة عبر قارئ نفك المدمج في الهاتف الذكي.

مع هذا الأسلوب نفك الطباعة على الورق، ويقول ريفيردي-برواس، والعلامات الناتجة ليس فقط ستكون أقل تكلفة وأكثر تجددا من الإصدارات البلاستيكية، ولكن أيضا يمكن أن تكون أكثر سهولة في صلب المنتجات الورقية. وقالت: "أصبح من الممكن الآن الاستخبارات المتكاملة في جميع الوسائط المطبوعة".