Il progetto, finanziato con fondi Prin, sarà sviluppato dai ricercatori degli atenei di Catania e Messina e del Cnr
Le nuove ecologie come l'Internet of Things (IoT), le Smart Cities, l'Industry 4.0 e l'agricoltura di precisione caratterizzeranno lo sviluppo economico nei prossimi decenni.
I sensori possono dare un contributo significativo all'implementazione sostenibile di tali ecologie, consentendo l'acquisizione dei dati necessari per un utilizzo più efficiente dell'energia e delle materie prime, contribuendo così alla neutralità carbonica e alla riduzione dell'impatto ambientale.
L'elettronica convenzionale deve essere affiancata da nuove tecnologie che consentano il rilevamento delle grandezze e, nello stesso tempo, si adattino ai vincoli imposti dall’European Green Deal.
C'è bisogno di una nuova elettronica basata su materiali e tecnologie innovative, in grado di fornire risposte alle nuove esigenze. Sono necessarie tecnologie per la fabbricazione di sensori che utilizzino materie prime rinnovabili, risparmino energia e producano dispositivi il cui smaltimento abbia un impatto ambientale limitato.
La cellulosa batterica (BC) è un biopolimero biodegradabile, prodotto da alcune tipologie di batteri, grazie a una procedura di fabbricazione a basso consumo energetico e che non richiede uso di materiali non rinnovabili o rari. È possibile usare la BC per fabbricare trasduttori meccano-elettrici.
Il progetto Green SENSing systems based on Bacterial Cellulose (SENS-BC) investigherà la cellulosa batterica come materiale abilitante per la realizzazione di trasduttori e circuiti elettronici.
Un campione di composito alla fine della procedura di fabbricazione
Saranno sviluppati trasduttori meccano-elettrici ed elettronica organica su BC. Il progetto utilizzerà esclusivamente materiali sicuri, reagenti ecocompatibili, tecnologie a basso costo (stampante a getto d'inchiostro, spin coating, immersione) in condizioni ambientali tipiche per garantire una produzione ecologica dei dispositivi. Si intende dimostrare la possibilità di realizzare sistemi biocompatibili/biodegradabili.
L’elemento sensibile sarà costituito da una struttura a tre strati (BC, infuso con liquidi ionici, e due elettrodi polimerici conduttivi). La BC sarà anche utilizzata come substrato per l'elettronica organica flessibile, necessaria per elaborare il segnale di uscita del trasduttore.
Il progetto – finanziato con fondi Prin dal Ministero dell’Università e Ricerca - sarà realizzato dai ricercatori degli atenei di Catania (principal investigator il prof. Salvatore Graziani del Dipartimento di Ingegneria elettrica elettronica e informatica) e Messina e del Cnr attraverso tre attività principali, realizzate grazie a un approccio multidisciplinare: indagine e fabbricazione di trasduttori meccano-elettrici green; indagine e fabbricazione di componenti elettronici green; caratterizzazione e modellizzazione di trasduttori ed elettronica.
Salvatore Graziani