Sustainable Soft Smart Patch 2D Additive Manufacturing
- Reference number
- ID23-0032
- Project leader
- Hjort, Klas
- Start and end dates
- 240101-281231
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Uppsala University
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
Smart patches enable continuous remote patient monitoring, which will result in enormous benefits to society, but also billions of disposed electronic patches every year. To reduce the environmental footprint, S3PAM will develop (1) additive manufacturing of printed wire boards with biomaterials that are biodegradable with a programmable lifetime and (2) solutions that ease recycling. The PhD student will work at Uppsala University and Mycronic AB with smart patches that combine additive manufacturing of biopolymers with liquid metal and hybrid integrated electronic components for biodegradable soft and thin circuit boards with reusable sensing units for biometric monitoring. The goal is sustainable products and green recycling/reuse for a circular economy. The project will collaborate with application-oriented projects for demonstrators. Expected results are a 2D high-throughput additive manufacturing technology for green, soft and conformal biopolymer wire boards; and biometric smart patches. The sustainable technology will provide (1) minimal waste and carbon footprint with no microplastics, and (2) reuse of electronic components and recycling of Ga. S3PAM will present one viable solution that can trigger a larger use of clean technology in disposable electronics. Successful results could be highly significant for the promotion and legislation of green electronics.
Popular science description
Smarta plåster möjliggör kontinuerlig fjärrövervakning av patienter, vilket kommer att resultera i enorma fördelar för samhället men också miljarder kasserade elektroniska plåster varje år. För att minska miljöavtrycket kommer vårt projekt, S3PAM, att utveckla (1) additiv tillverkning av tunna kretskort för engångsbruk med biopolymerer som är biologiskt nedbrytbara och har en programmerbar livslängd och (2) lösningar som underlättar återvinning. Om en betydande del av marknaden för smarta plåster skulle använda denna gröna teknologi med additiv tillverkning, vore 10 % (i storleksordningen 30 miljarder kr) av den totala världsmarknaden för smarta plåster 2033. Den globala marknaden för fjärrövervakning av patienter var dock 54 miljarder dollar 2022 och är redo att nå 175 miljarder dollar år 2027. Därför kan S3PAM-teknikens beräknade effekt på världsekonomin att vara i storleksordningen 240 miljarder kronor år 2033. Svensk industri och tjänstesektor är det viktigt att strategisk produktion av smarta plåster kommer nära dem. Idag har USA den största användningen av fjärrövervakning av patienter, med 45 miljoner användare eller 13 % av befolkningen och en uppskattning av att de fördubblas till 2027. Med uppskattningsvis 10 % av marknaden kommer hundratusentals människor i Sverige att få direkt hjälp av smarta plåster härledda från S3PAM, och med dem familj och vårdgivare till lika många. Doktoranden kommer att arbeta vid Uppsala universitet och Mycronic AB med smarta plåster som kombinerar additiv tillverkning av biopolymerer med vätskemetall och hybridintegrerade elektroniska komponenter för biologiskt nedbrytbara mjuka och tunna kretskort med återanvändbara avkänningsenheter för medicinsk monitorering. Målet är hållbara produkter och en grön återvinning/återanvändning för en cirkulär ekonomi. Projektet kommer att samarbeta med tillämpningsorienterade projekt för demonstratorer. Förväntade resultat är additiv tillverkning med hög genomströmning för gröna, mjuka och följsamma tunna kretskort; och biometriska smarta plåster. Den hållbara tekniken kommer att resultera i (1) minimalt avfall och koldioxidavtryck utan mikroplaster, och (2) återanvändning av elektroniska komponenter och återvinning av Ga. S3PAM presenterar en hållbar lösning som kan främja en större användning av ren teknik i engångselektronik. Framgångsrika resultat kan ha stor betydelse för främjandet och lagstiftningen av grön elektronik.