فناوري نويني كه طيف متنوعي از نيازهاي حال و آينده انسانها را برآورده ميكند
تولد دوباره كاغذ در عصر الكترونيك
جام جم آنلاين: كاغذ بيترديد يكي از قديميترين فناوريهاي ارزشمندي است كه تاريخ بشر به خود ديده است. جايگاه مهم و تأثيرگذار اين ابزار كاربردي در جريان توسعه و پيشرفت تمدن جامعه بشري غيرقابل انكار است.
اما از قرار معلوم اين فناوري تاريخي در حال تجربه نوعي دگرديسي در پيله فناوري الكترونيك است تا نهايتا به تولد كاغذ نسل دوم با ظاهر و باطني متفاوت بيانجامد. با اين وصف انتظار ميرود كاغذ از دولت همنشيني با فناوري پر و پيماني نظير الكترونيك تا مرتبهاي پيشرفت كند كه خود را در هيأت يك فناوري قرن بيست و يكمي نمايش دهد.
اما ماجراي تولد نسل آينده كاغذها يا همان كاغذ الكترونيكي را ميتوان محصول تلاشهايي دانست كه صنعت الكترونيك و محققان اين حوزه با هدف دستيابي به شكلهاي متفاوت و كارآمدتر تجهيزات الكترونيكي و ارائه طيف گستردهتري از كاراييهاي پيشرفته در ادوات و لوازم الكترونيك مصرفي دنبال ميكنند. در اين ميان موضوع تركيب تجهيزات الكترونيك نظير حسگرها و عملكردها در ساختار كاغذ و مقوا را ميتوان به عنوان نمونه و مقدمهاي از شروع اين جريان به شمار آورد. چنين كالايي ميتواند طيف متنوعي از كاركردهاي همسو با نيازهاي حال و آينده ساير بخشهاي صنعت از ذخيره اطلاعات و صفحات لمسي گرفته تا بستهبندي هوشمند مواد غذايي براي نمايش تازگي و سلامت مصرف را به نمايش بگذارد.
قابليتهاي نهفته در نسل جديد كاغذها
به اعتقاد كارشناسان موضوع تعبيه و گنجاندن تجهيزات الكترونيك در كاغذ را ميتوان كمترين انتظار محققان در اين زمينه به حساب آورد. در واقع فرمول طلايي كه صنعت الكترونيك و محققان پيشگام اين حوزه براي دستيابي به آن تلاش ميكنند در گرو كشف نحوه تركيب و به هم آميختن كاغذ با ادوات الكترونيكي است. محققان براي دستيابي به كاغذ الكترونيك واقعي بايد بدانند 3 ويژگي انعطافپذيري، ارزاني و بازيافت پذيري كاغذ معمولي را چگونه ميتوان با قابليت دريافت، گذر و آناليز دادهها در قطعات الكترونيكي يكپارچه و تركيب كرد.
مروري بر مقالات منتشر شده در مجله تخصصي مواد پيشرفته نيز از توجه محققان به اين موضوع و آمار فراوان پروژههاي تحقيقاتي در اين زمينه حكايت دارد. رويكرد قابل توجه پژوهشها به اين بخش از حوزه الكترونيك بيسبب هم نميتواند باشد. در حالي كه اكثر كاربردهاي الكترونيكي نيازمند ساختارهاي رسانايي الگودار هستند، كاغذ رسانا نيز ميتواند در كاربردهاي متنوعي همچون وسايل ذخيره انرژي، حسگرها، گرمكنندههاي برقي، منتشركنندههاي ميدان الكتريكي، پوششهاي ضد الكتريسيته ساكن و سپرهاي الكترومغناطيسي مورد استفاده قرار گيرد. جالب اينجاست كه به لطف كاغذ الكترونيكي و قابليتهاي نهفتهاي كه داراست، ميتوان با گنجاندن برخي كاركردهاي تبادلي در مجلات و نشريات نيز پيش رفته و نوعي مبادله فعال اطلاعات بين خواننده و مجله مورد علاقهاش را ايجاد كرد. به عنوان مثال مسوول صفحه سرگرميها ميتواند با گنجاندن يك بازي ساده حدس زدني، زمينه انگيزش و ارتباط متقابل خواننده و صفحه را ايجاد نمايد. خواننده براي دنبال كردن بازي كافي است حدسي زده و تصوير دكمه مربوطه را فشار دهد تا ببيند چه اتفاقي ميافتد. در واقع حسگرهاي موجود در كاغذ مجله هستند كه خواننده را از درستي يا اشتباه ادامه راهش مطلع ميكنند.
البته به موازات كاربردهاي مطرح شده مذكور براي كاغذ الكترونيكي، كاربردها يا موارد استعمال جديتري پيشنهاد شدهاند كه بيشتر به ضميمه كردن كاربردي اضافي بر دوش كاغذ شباهت دارند. كاربردهايي همچون كاغذ امنيتي يا كاغذ ذخيره اطلاعات براي كاغذهاي مغناطيسي حاوي مواد آهنربايي از جمله پيشنهادهايي بودهاند كه پيشتر مطرح شده بودند. به عنوان نمونه ميتوان به آزمايش محققان موسسه فناوري ماساچوست(MIT) اشاره كرد كه در اصل نوعي سوار كردن تجهيزات الكترونيك بر روي كاغذ به حساب ميآيد. محققان يك سلول خورشيدي را در بخشي از تا خوردگي كاغذ يك هواپيمايي كاغذي قرار داده و موفق ميشوند از چنين وسيلهاي يك تصوير ارسال كنند. محققان آلماني نيز براي جلوگيري از اقدامات جاعلان، مبادرت به جاسازي تراشههاي الكترونيكي در كاغذ اسكناسها كردهاند.
فناوري در انتظار نخستين كاغذ الكترونيكي
با اين اوصاف و بهرغم آن كه به نظر ميرسد كاغذ زيرساخت و بستر كاري مناسبي براي چاپ مدارات الكترونيكي است، بايد به موضوع هزينه چاپ قطعات الكترونيكي روي كاغذ در ابعاد صنعتي نيز فكر شود. واقعيت اين است كه بسياري از توليدكنندگان آمريكايي و اروپايي كاغذ، سهم بازار خود را در مقابل كاغذ ارزان قيمت چيني از دست دادهاند و طبيعتا اين شركتهاي بزرگ به دنبال توليد محصولاتي با ارزش افزوده بيشتر ميگردند. محققان پيشگام توسعه اين فناوري و ساير كارشناسان حوزه الكترونيك جذابيت و منافع بالقوه چنين كالاي نويني را برگ برنده و تمايز آن به شمار ميآورند كه ميتواند خطوط توليد اروپايي و آمريكايي را مجددا به راه اندازد.
نكته: كاغذ الكترونيكي ميتواند طيف متنوعي از كاركردهاي همسو با نيازهاي حال و آينده ساير بخشهاي صنعت از ذخيره اطلاعات و صفحات لمسي گرفته تا بستهبندي هوشمند مواد غذايي براي نمايش تازگي و سلامت مصرف را به نمايش بگذارد
به اعتقاد آنها در چنين اوضاع و احوالي است كه ادوات و وسايل كاغذي تقويت شده توسط دانش الكترونيك ميتوانند خودنمايي كرده و زمينه تمايز فناورانه بسياري را فراهم آورند.
در اين ميان محققان نيز با هدف كاستن از مشكلات احتمالي در بخش چاپ قطعات الكترونيك بر روي كاغذ و همچنين تأمين برخي تجهيزات اختصاصي و پيش نيازهاي خط توليد، سرگرم توسعه تجهيزاتي ويژه براي ادوات الكترونيكي هستند كه از جمله آن ميتوان به يك نمونه ترانزيستور ولتاژ پايين و يك سامانه چاپگر مخصوص اشاره كرد. البته محققان در حالي در زمينه كاهش مشكلات بخش چاپ الكترونيك تلاش ميكنند كه مسائل مربوط به خود كاغذ نظير ناهمواري سطوح بزرگ، نفوذپذيري و ناخالصيهاي شيميايي را به عنوان موانع مهم و اصلي كارشان به حساب ميآورند.
با اين تفاصيل اما ساير فعالان اين حوزه، نظر متفاوتي نسبت به زمان ارائه اين فناوري دارند و قضيه آميختن حسگرهاي الكترونيك در كاغذ را هنوز در فاصله دوري از بازار مصرف ميدانند. به عنوان نمونه، مسوولان يكي از شركتهاي فعال در زمينه توسعه حسگرهاي بيسيم خورشيدي براي منازل و ادارات، تحقق چنين كاربردي را منتفي دانسته و مشكلات فني و ساختاري را دليل اصلي آن عنوان ميكند.
به اعتقاد آنها براي تحقق فناوري كاغذ الكترونيك بيش از هر چيز به يك سطح رساناي كاغذي نياز است كه توسعه چنين فناوري ممكن است يك دهه زمان ببرد. صرف اين زمان دراز در حالي است كه فعالان صنعتي حوزه الكترونيك معتقد به يافتن راهحلهايي هستند كه قادر باشد تجاريسازي محصولات الكترونيك محور را براي زمان حاضر محقق كند. از همين رو، بهترين زيرساخت براي نشاندن و تعبيه تجهيزات الكترونيك را شيشه، پلاستيكها و حتي فلز معرفي ميكنند. البته بهرغم ترديدهاي مطرح شده نسبت به زمان تحقق كاغذ الكترونيكي، صاحبنظران و فعالان حوزه الكترونيك معتقدند روزي كه نخستين برگ كاغذ رسانا به ثبت برسد روز بزرگي در تاريخ فناوري و صنعت به شمار خواهد رفت.
شايد تاريخ منتظر شما است تا عصر جديدي در فناوري بشري آغاز شود. آيا ايدهاي براي توسعه كاغذهاي الكتريكي داريد؟ اگر آري، با صفحه دانش روزنامه جام جم با آدرس Science@jamejamonline.ir تماس بگيريد.
منبع: Discovery
مهريار ميرنيا / جامجم