يقوم فريق البحث بتطوير خارطة طريق عالمية لتطوير أجهزة استشعار قابلة للطباعة من أجل الاستدامة وجودة الحياة

يساعد أستاذ في جامعة سيمون فريزر في التقدم نحو “عالم ذكي ومستدام” من خلال الريادة في تقنيات الاستشعار القابلة للطباعة.

قاد فينسينزو بيجونيا من كلية هندسة الطاقة المستدامة بجامعة SFU فريقًا يضم أكثر من 100 خبير من 57 مؤسسة بحثية في جميع أنحاء العالم لتطوير خارطة طريق شاملة لتقنيات الاستشعار القابلة للطباعة من الجيل التالي. ومن خلال تمكين الأشياء والبيئات اليومية من اكتساب قدرات الاستشعار، ستغير هذه التقنيات قواعد اللعبة في تعزيز الاستدامة وتحسين نوعية حياتنا.

إنه عمل نشرت في المجلة نانو العقود الآجلة.

من خلال توفير البيانات في الوقت الفعلي من العالم من حولنا، يمكن لأجهزة الاستشعار مساعدة الأشخاص على اتخاذ قرارات أكثر استنارة حول كيفية استخدام الموارد وتحسين المنازل والمدن والبيئة والأمن والرعاية الصحية والمزيد.

يقول بيجونيا، المؤلف الرئيسي للبحث المنشور مؤخرًا: “هناك طرق لا حصر لها يمكن أن تساعد بها أجهزة الاستشعار في جعل حياتنا أسهل وأكثر استدامة”. “فكر، على سبيل المثال، في أجهزة الاستشعار التي يمكنها استشعار اختبارات طبية أكثر أمانًا واستهداف الرعاية الصحية، أو أجهزة الاستشعار التي يمكن أن تساعد المزارعين على زيادة غلاتهم، أو تقليل هدر الطعام من خلال الكشف الدقيق عن تلف الأغذية، أو اكتشاف حرائق الغابات في وقت مبكر بما يكفي لمنع عواقبها المدمرة. “

في خريطة الطريق، يستكشف بيكونيا وشبكته العالمية من المتعاونين الحالة الحالية والمستقبلية لـ 45 تقنية استشعار قابلة للطباعة تستجيب لمحفزات متنوعة مثل الضوء والإشعاع والطاقة ودرجة الحرارة والغازات والمواد الكيميائية والمواد البيولوجية.

قدم فريق بيجونيا مساهمات بحثية كبيرة في هذا المجال، حيث كان رائدًا في أجهزة الاستشعار الضوئية القابلة للطباعة والتي لها تطبيقات محتملة في مجموعة واسعة من المجالات التي تركز على الاستدامة.

ويعتمد تحقيق كل هذه التطبيقات على نشر عدد كبير من أجهزة الاستشعار لتوليد البيانات الهامة. فهو يتطلب تقنيات استشعار سهلة التصنيع ومنخفضة التكلفة.

يقول بيجونيا: “توفر أجهزة الاستشعار المعتمدة على مواد قابلة للطباعة منصة مثالية لأنه يمكن تصنيعها باستخدام الأحبار باستخدام طرق بسيطة مثل الطباعة والطلاء في درجة حرارة الغرفة، مما يتطلب القليل من الطاقة”.

في المقابل، يتم تصنيع أجهزة الاستشعار المستخدمة بشكل شائع اليوم باستخدام تقنيات باهظة الثمن ولها بصمة كربونية كبيرة، وغالبًا ما تتطلب درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية لتصنيعها. ويشير بيجونيا إلى أن التكلفة والبصمة الكربونية لمثل هذه المجسات التقليدية تحد من إمكانية نشرها بأعداد كبيرة مطلوبة لإحداث تأثير واسع النطاق.

وهو يدعو إلى إنشاء تصنيع محلي لأجهزة الاستشعار القابلة للطباعة لتجنب سلسلة التوريد البطيئة والمعقدة للإلكترونيات التقليدية مع تحقيق تطبيقاتها المتنوعة لصالح المجتمعات المحلية وتعزيز قطاعات التكنولوجيا النظيفة والتكنولوجيا العالية المحلية.

في حين أن تقنيات الاستشعار القابلة للطباعة تقدم وعدًا كبيرًا، تعتقد بيجونيا أن تطوير الأبحاث في هذا المجال ضروري للتغلب على العوائق المتبقية وإطلاق الإمكانات الكاملة لهذه التقنيات.

ويقول: “من خلال خارطة الطريق الخاصة بنا، هدفنا النهائي هو تشجيع المزيد من التقدم البحثي في ​​تكنولوجيا أجهزة الاستشعار القابلة للطباعة لتقريبنا من ثورة أجهزة الاستشعار الخضراء لصالح الجميع”.