NTT Corporation (presidente y director ejecutivo: Akira Shimada, "NTT") y la Escuela de Posgrado de Ciencias de la Frontera, Universidad de Tokio (Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo, GSFS) han producido con éxito la primera señal de comunicación del mundo que utiliza una batería y un circuito compuestos por materiales ecológicos libres de recursos escasos y sustancias peligrosas. A medida que Internet de las cosas (IdC) prolifera, todo tipo de objetos se están transformando en dispositivos, que expanden su gama de servicios y aplicaciones. Sin embargo, existen preocupaciones sobre el impacto ambiental asociado con la eliminación de los consumibles convertidos en sensores. Para abordar este problema, NTT está impulsando la investigación y el desarrollo de dispositivos que utilizan materiales que tienen un bajo impacto ambiental una vez que se descartan.
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Figure 1. Hypothetical applications of the environmentally-friendly circuit and battery (Graphic: Business Wire)
NTT y GSFS están explorando mejoras a las baterías ecológicas que eliminan el uso de materiales escasos y sustancias peligrosas. Juntas, ambas organizaciones han fabricado un nuevo dispositivo de sensores a prueba de concepto (Proof of Concept, PoC) hecho a partir de un circuito ecológico que utiliza tecnología de semiconductores orgánicos y han tenido éxito en generar la primera señal de comunicación del mundo que utiliza estos tipos de materiales sustentables. Esta tecnología se podría usar para dispositivos sensores en la detección de la falta de precintos (p. ej. botellas de agua de un solo uso), dispositivos sensores en paquetes de píldoras para determinar si un paciente se ha olvidado de tomar la medicación recetada o para reducir el impacto ambiental de boyas de observación meteorológica (figura 1).
En 2018, NTT dio el primer paso en este desarrollo fabricando y verificando la operación de batería de "batería que vuelve a la Tierra" (compuesta por ingredientes fertilizantes y materiales orgánicos). Después, los colaboradores entrevistaron a los expertos en el campo de la gestión de residuos para determinar qué materiales deben seleccionarse para lograr un bajo impacto ambiental. En respuesta, el par eliminó los materiales que contienen recursos escasos (teniendo en cuenta la disponibilidad de recursos) y sustancias peligrosas (cuadros 1 y 2).
Utilizando estos materiales, los investigadores de NTT colaboraron con el laboratorio del profesor Junichi Takeya de GSFS para crear un circuito ecológico. En conjunto, los investigadores desarrollaron un proceso de fabricación de transistor orgánico en el que todos los electrodos están hechos de material de carbono (transistores orgánicos con electrodos de carbono) y se utilizan para construir circuitos de oscilación analógicos y circuitos de modulación digitales con CMOS. Los investigadores formaron una estructura porosa conductora tridimensional, aplicaron carbono como un electrodo y aumentaron el voltaje colocando las baterías en serie.
NTT planifica seguir desarrollando tecnologías relacionadas, colaborando con organizaciones y empresas externas para explorar casos de uso exclusivos al "bajo impacto ambiental" e implementando de manera conjunta novedosos servicios. Puede leer más datos sobre esta investigación en Scientific Reportsaquí a partir del 7 de octubre de 2022.
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