紙質印刷電子智能標簽產品是低碳，經濟高效的智能包裝替代品
由EIT RawMaterials資助的SUPERSMART研究項目未證明：紙上的傳感器和智能標簽等印刷電子部件在建立用于制造，零售和運輸的智能環(huán)境中可以發(fā)揮至關重要的功效。高效可靠的制造流程讓其具備經濟競爭力。在資源節(jié)約，氣候跟環(huán)境方面，紙上印刷的電子產品具有優(yōu)于傳統(tǒng)基材和智能電子部件生產工藝的明顯優(yōu)勢。SUPERSMART項目隊伍很榮幸被國際評審團選為2021 OE-A競賽"最佳公共資助項目演示者"類別的獲勝者。
歐洲的包裝市場并且電子產業(yè)都在演進。小型且經濟高效的電子標簽從而監(jiān)控運輸和倉儲，或提供有關產品來源和真實性的防偽信息。智能包裝創(chuàng)造附加值；但是，與此同時，塑料包裝特別面臨著根本性的差異。社會保護氣候跟節(jié)約資源的義務造成了關于卻允許使用的成分（REACH，RoHS等）的很嚴苛的準則跟法律。這也造成了美國包裝法規(guī)對塑料包裝的使用進行控制。因此，對于經濟而言，尋找最環(huán)保，更具成本效率的代替方案更加越來越重要。
這是舊材料紙重新發(fā)光的地方。它由能再生原料制成有源標簽，經久耐用，可以較好地進行回收利用，最后，如果處理得當，甚至可以生物降解。到現在為止，紙張幾乎不能充當電子儀器的載體材料，因為紙張不能與經典的電子制造相結合。
在SUPERSMART中，材料跟工藝匹配了兩個應用實例-震動測試傳感器和智能防偽標簽-可在紙上直接印刷電子電路和顯示。這兩個組件都可以借助電腦應用程序簡單地讀出。
該演示產品由兩個基于紙張的演示器組成。震動測試有源標簽基于壓電材料，可跟蹤產品在運輸過程中的丟失，防偽標簽則借助電致變色顯示器來認證醫(yī)療或奢侈品。顯著的方面是使用了高比重的材料跟工藝，彌合了學術研究和商業(yè)應用之間的差別，從而超過了較高的TRL水平，并且借助紙制PCB范例實現了對最后產品的可回收性評估。
在紙張上使用智能標簽的一大挑戰(zhàn)是怎樣取得能打印，功能齊全且費用適中的材料，這些材料具備可靠且始終如一的高質量，而且沒有批次間的差別。SUPERSMART項目非常關注材料的放大和質量控制有源標簽，以支持所有期望使用用途標簽跟智能標簽的公司。除了功能紙，SUPERSMART還將重點和發(fā)展放在諸如壓電聚合物，鐵電納米顆粒，電致變色材料，金屬氧化物半導體和油墨阻隔涂層上。
為了證明高檔材料在高通量技術上帶有同樣的品質（與實驗室中處理的標簽跟材料相比），建立了卷對卷跟片對片工藝。甚至，壓電材料的極化也由自動極化站按比例放大。為了在必要時集成常規(guī)微電子組件（電池，通信芯片），在用途紙上應用了取放技術。
進行了生命周期評估（LCA），以具體確認紙張上的印刷電子儀器的資源效益能否以及必須優(yōu)化的地方。在生產過程中用紙代替有機或無機涂層可以簡化后續(xù)的回收利用，并降低加工過程中和產品壽命結束時的耗費。印刷工藝比常規(guī)的半導體工藝消耗更少的能量跟資源?；厥盏脑O計也受到了簡化。在紙跟PET基材之間用于電子儀器制造的直接相當顯示了紙的顯著優(yōu)勢。在LCA中檢查的幾乎所有18類中（例如，全球變暖，用水或富營養(yǎng)化，平流層臭氧耗竭或生態(tài)毒性），使用紙質基材只會對PET產生10％至20％的影響。
SUPERSMART項目引入了將科技成熟的高通量工藝轉移到電子元件印刷的方式，從而防止了廣泛使用的主要障礙。此外，基于紙張的傳感器跟標簽對于很多應用頗具吸引力。它們可以輕松地集成到包裝和消費品中。針對特別敏感或廉價商品的防偽標簽可以幫助保護制造商和消費者免受欺詐。集成到包裝或其它紙質元素中的大面積震動測試傳感器能提供運輸保護和事件能追溯性。最后，這些印刷元素可以用作安全用途，從而為簡潔產品降低可靠且?guī)в谐杀拘实闹悄苄?。包裝越聰明，好處就越大。
