使い捨て電子機器の未来として期待される紙PCB

電子機器は、しばしばeWaste（電子廃棄物）と呼ばれる大きな廃棄物問題を抱えています。しかし、統合型ペーパートロニック技術に関する最近の研究は、有害なeWasteのディストピアから脱却する道筋を示す可能性があります。この研究は、紙製プリント基板（PCB）をはじめとする、使い捨て電子機器における紙の利用可能性を詳細に検証しています。未来学者のファイサル・カーン氏は、ニューヨーク州立大学ビンガムトン校の研究者によって発表されたこの研究は、使い捨ての紙製PCBが使い捨て電子機器の未来であることを示していると考えています。

紙は非常に手頃な価格で入手しやすく、柔軟性と持続可能性を兼ね備えた素材であるため、環境に優しいプリント基板設計の有力な候補となります。現在のプリント基板は、環境に優しくないガラス繊維、樹脂、金属配線の混合物で作られています。電子廃棄物（eWaste）対策においては、電子機器のリサイクル率を向上させると同時に、適切な生分解性材料を用いた使い捨て電子機器の生産量を増やす方法を検討する必要があります。

統合されたペーパートロニック技術 — （画像提供：ニューヨーク州立大学ビンガムトン校）

論文に添付された図は、紙製PCBの製造プロセスの概要を示しています。簡単に説明すると、ワックスパターンの印刷、紙へのインクの注入、機能素子のスクリーン印刷、スルーホールのレーザーカット、そして導電パターンの追加という手順です。前述のインクは、導電性と半導体性の混合配合を使用しており、抵抗器、コンデンサ、トランジスタを形成できます。印刷された「配線」や部品は、それらが印刷される紙と同じくらい柔軟であると言われています。

紙PCBは紙製のマザーボードやグラフィックカードには適さないことを既に示唆しました。使い捨て紙PCBは、無線センサーネットワークや使い捨てモノのインターネット（IoDT）で使用されることが想定されています。このようなデバイスは現在、人間の健康状態の評価、環境条件の監視、物流・出荷追跡ソリューション、食品・食料品監視システム、軍事監視・配送システムに使用されています。紙PCBベースのデバイスは湿度の影響を受けやすく、使用期間や保管期間に影響を与えるため、梱包には特別な注意が必要です。従来の電子機器では水による損傷が既に問題となっていますが、紙PCBの場合は非常に厄介な問題となる可能性があります。

環境に優しいリサイクルのために、使用済みの紙、PCB、電子機器は、リサイクル可能な要素を溶解して濾過するか、炭素を回収しながら効率的に焼却することができます。