ട്രാൻസിയന്റ് ഇലക്ട്രോണിക്‌സ് അഥവാ താൽക്കാലിക ഇലക്ട്രോണിക്സ്

ഡോ: നിഷമോൾ എം എസ് 

ഒരു സർക്ക്യൂട്ടിന്റെ ഘടകങ്ങളെ ക്രമീകരിക്കുകയും സർക്ക്യൂട്ടുകൾക്കായി സ്ഥിരമായ ഒരു പ്ലാറ്റ്‌ഫോം നൽകുകയും വിവിധ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള വൈദ്യുതബന്ധങ്ങൾ സുതാര്യമാക്കുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകൾ (PCBs) ഇലക്ട്രോണിക് വ്യവസായത്തിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമതയും വിശ്വാസ്യതയും നിർണയിക്കുന്ന പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകൾ ലളിതമായ ഉപകരണങ്ങൾ മുതൽ വലിയ യന്ത്രങ്ങളിൽ വരെ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന പലവിധ വസ്തുക്കളിലും പാളികളിലും ലഭ്യമാണ്. 2024-ൽ ആഗോള PCB വിപണി ഏകദേശം 78 ബില്യൺ ഡോളർ മൂല്യം കണക്കാക്കപ്പെട്ടില്ല. ശക്തമായ ഇലക്ട്രോണിക് വ്യവസായവും ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉയർന്ന ആവശ്യകതയും PCB നിർമ്മാണമേഖലയിലെ ഈ വലിയ വിപണി പങ്കാളിത്തം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു.

പിസിബി നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകൾക്ക് സാധാരണയിൽ കൂടുതൽ ഊർജ്ജം ആവശ്യമായി വരുന്നതോടൊപ്പം എച്ചിംഗ്, പ്ലേറ്റിംഗ് പോലെയുള്ള ഉപരിതല ഫിനിഷിംഗ് പ്രക്രിയകൾക്ക് പരിസ്ഥിതിക്ക് ഹാനികരമായ ചില രാസവസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കേണ്ടതായും വരുന്നു. മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കംചെയ്യുന്നതിലും റീസൈക്കിളിംഗ് ഘട്ടത്തിലും പിസിബി വ്യവസായം പരിസ്ഥിതിക്ക് വലിയ വെല്ലുവിളികൾ ഉയർത്തുന്നുണ്ട്. പ്രതിവർഷം 20 മുതൽ 50 ദശലക്ഷം ടൺ വരെ ഇലക്ട്രിക്കൽ, ഇലക്ട്രോണിക് മാലിന്യ ഉപകരണങ്ങൾ (WEEE) ലോകമെമ്പാടും ഉപേക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു എന്ന് കണക്കാക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ആഫ്രിക്ക, ഏഷ്യ പോലെയുള്ള രാജ്യങ്ങളിൽ ഇ-മാലിന്യത്തിന്റെ വലിയൊരു ഭാഗം അനൗപചാരികമായി ശേഖരിക്കുകയും റീസൈക്കിൾ ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ അനൗപചാരിക റീസൈക്കിളിംഗിൽ അപകടകരമായ രീതികൾ ഉൾപ്പെടുന്നതിനാൽ പരിസ്ഥിതിമലിനീകരണത്തിനും തൊഴിലാളികൾക്ക് ആരോഗ്യപ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നതിന് സാധ്യതയുണ്ട്. പിസിബികളിൽ കാണപ്പെടുന്ന വിഷാംശങ്ങളുള്ള രാസവസ്തുക്കൾ മണ്ണിലും ജലത്തിലും കലരുന്നതോടെ ദീർഘകാലാടിസ്ഥാനത്തില്‍ പരിസ്ഥിതിക്ക് നാശം സംഭവിക്കാം. ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ റീസൈക്കിളിംഗ് പ്രക്രിയകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള പദ്ധതികൾ, ശരിയായ മാലിന്യനിർമ്മാർജ്ജന രീതികളെക്കുറിച്ചുള്ള ബോധവത്ക്കരണം, കർശനമായ നിയന്ത്രണങ്ങൾ നടപ്പാക്കൽ എന്നിവ അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.

ഇലക്ട്രിക്കൽ, ഇലക്ട്രോണിക് മാലിന്യ ഉപകരണങ്ങളില്‍ ബ്രോമിനേറ്റഡ് ഫ്ലേം റിട്ടാർഡന്റുകൾ (BFRs) പോലെയുള്ള വിഷപരമായ വസ്തുക്കൾ അടങ്ങിയിരിക്കും. ഈ വസ്തുക്കൾ ശരിയായ രീതിയിൽ നീക്കിയില്ലെങ്കിൽ പരിസ്ഥിതിക്കും മനുഷ്യാരോഗ്യത്തിനും ഗുരുതരമായ പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാകാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. ലെഡ്, കാഡ്മിയം, മെർക്കുറി പോലുള്ള ലോഹങ്ങള്‍ മണ്ണിലേക്കും ഭൂഗർഭജലത്തിലേക്കും ഒലിച്ചിറങ്ങുന്നതുമൂലം പാരിസ്ഥിതിക സമതുലിതാവസ്ഥയ്ക്കും മനുഷ്യാരോഗ്യത്തിനും ഭീഷണി ഉയർത്തുകയും ചെയ്യാം. അതുപോലെ, തീ പിടിത്ത സാധ്യത കുറയ്ക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന BFRs എൻഡോക്രൈൻ പ്രവർത്തനങ്ങളെ തടസപ്പെടുത്തുന്നതുമാണ്. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ ഉത്തരവാദിത്വമുള്ള, മാലിന്യനിർമ്മാർജ്ജനത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്ന പദ്ധതികൾ, ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ അപകടകാരിയായ രാസവസ്തുക്കളുടെ ഉപയോഗം നിയന്ത്രിക്കുന്ന നിയമങ്ങൾ എന്നിവ മാലിന്യ പിസിബികളുടെ പരിസ്ഥിതിപരമായ പ്രശ്നങ്ങൾ കുറയ്ക്കാൻ നിർണായകമാണ്. പല പിസിബി നിർമ്മാതാക്കളും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കാനും, മാലിന്യനിർമ്മാർജ്ജനം മെച്ചപ്പെടുത്താനും, ഊർജ്ജക്ഷമമായ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ നടപ്പാക്കാനും ശ്രദ്ധ പുലർത്തുന്നു. ഈ മാറ്റം പരിസ്ഥിതിക്ക് ഹാനികരമായ പ്രശ്നങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിനു മാത്രമല്ല, പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഉപകരണങ്ങളുടെ വർദ്ധിച്ചു വരുന്ന ആവശ്യങ്ങള്‍ നിറവേറ്റുന്നതിനും സഹായിക്കുന്നു.

ലോകത്തിലെ ഏകദേശം 70% ഇ-മാലിന്യങ്ങൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന വർക്ക്‌ഷോപ്പുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് ചൈനയിലെ ഗുവാങ്ഡോംഗ് പ്രവിശ്യയിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഗുയു (Guiyu) വിലാണ്.  അതിനാൽ തന്നെ ഗുയു “ലോകത്തിന്റെ ഇലക്ട്രോണിക് ശ്മശാനം” എന്ന അപരനാമത്തില്‍ അറിയപ്പെടുന്നു. നിര്‍ഭാഗ്യവശാൽ, ഈ പ്രദേശത്തെ മണ്ണിൽ വളരെ അധികം ലെഡ്, ക്രോമിയം, ടിൻ പോലുള്ള ലോഹങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യമുള്ളതിനാൽ നാട്ടുകാർക്ക് ഗുരുതരമായ ആരോഗ്യ പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാവുകയും ഭൂഗർഭജലം മലിനമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. കൂടാതെ ഗുയുവിലെ കുട്ടികളില്‍ 70% ലധികം പേരുടെയും രക്തത്തിൽ ലെഡിന്റെ അളവ് കൂടുതലായിട്ടുണ്ടെന്ന് പഠനങ്ങൾ വ്യക്തമാക്കുന്നു. ഇത് വളർച്ചാ സംബന്ധമായ തടസ്സങ്ങളും ബുദ്ധിപരമായ കുറവുകളും ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഗുരുതരമായ ആരോഗ്യ പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് ഇടയാക്കുന്നു. സുരക്ഷിതമായ റീസൈക്കിളിംഗ് രീതികളെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങളും അനൗപചാരിക ഇ-മാലിന്യ സംസ്കരണത്തിന്റെ അപകടങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ബോധവത്കരണവും അത്യാവശ്യമാണ് എന്ന് ഗുയുവിലെ ഈ അവസ്ഥ നമുക്ക് മനസ്സിലാക്കിത്തരുന്നുണ്ട്.  പരമ്പരാഗത പിസിബി നിർമ്മാണം ഉണ്ടാക്കുന്ന പാരിസ്ഥിതിക വെല്ലുവിളികൾ നേരിടുന്നതിനായി, സർക്കാർ നിലവാരത്തിലുള്ള കർശന നിയമങ്ങളോടൊപ്പം സാങ്കേതിക പുരോഗതിയും പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. കടലാസ് അടിസ്ഥാനമായ പിസിബി സാങ്കേതികവിദ്യ ഹരിത ഇലക്ട്രോണിക്സ് മേഖലക്കും സ്ഥിരമായ വികസനത്തിനും പ്രതീക്ഷാജനകമായ ഒരു പരിഹാരമായി മാറുന്നു.  അപകടകരമായ വസ്തുക്കള്‍ക്ക് പകരം പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദമായ മാര്‍ഗങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച¶തിനാൽ കടലാസ് അടിസ്ഥാനമായ പിസിബികൾ പരമ്പരാഗത പിസിബി ഉൽപാദനവും അതിന്റെ നിർമ്മാർജ്ജനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രതികൂല ഫലങ്ങൾ കുറയ്ക്കാൻ സഹായിക്കും.

കടലാസ് നൂറ്റാണ്ടുകളായി മനുഷ്യ പുരോഗതിയുടെ അനിവാര്യഘടകമാണ്. പരമ്പരാഗതമായി, ഇത് എഴുതുന്നതിനും, പുസ്തകങ്ങളും പത്രങ്ങളും പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നതിനും, പാക്കേജിംഗിലും, ഫോട്ടോകൾ അച്ചടിക്കുന്നതിനുമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, പരിസ്ഥിതിയോടുള്ള ആശങ്കകളും സാങ്കേതിക പുരോഗതിയും വർദ്ധിച്ചുവരുന്നതോടെ, കടലാസിന്റെ ഉപയോഗം പരമ്പരാഗത പരിധികൾക്ക് അതീതമായി വ്യാപിച്ചിരിക്കുന്നു. കടലാസ് വൈവിധ്യമാർന്ന ഉപയോഗസാദ്ധ്യതകളുള്ള ഒരു മാധ്യമവുമാണ്. അതിന്റെ ഘടന, നിർമ്മാണപ്രക്രിയ,ഉപയോഗം എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച് അതിന്റെ ഭൗതിക ഗുണങ്ങൾ മാറാം. കടലാസ്,മഷി,കോട്ടിങ്ങുകള്‍ എന്നിവ അണിയാൻ കഴിവുള്ളതായതിനാൽ ഇത് അച്ചടിക്കാനോ പ്രിന്റിങ്ങിനോ അനുയോജ്യമാണ്. പിളരാതെയോ തകർന്നുപോകാതെയോ വളയ്ക്കാനും, രൂപപ്പെടുത്താനും പറ്റുന്ന  കടലാസ് ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ ആണ് എന്ന് മാത്രമല്ല, സിന്തറ്റിക് വസ്തുക്കളെക്കാൾ പരിസ്ഥിതിയോടു കൂടുതൽ സൗഹൃദപരവുമാണ്. പ്ലാസ്റ്റിക് അല്ലെങ്കിൽ ലോഹഉപതലങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ, കടലാസ് സാധാരണയായി ചെലവ് കുറവുള്ളതും ഇഷ്ടാനുസൃതമായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാവുന്നതുമായ ഒരു മെറ്റീരിയലാണ്.

സാധാരണയായി മരം, കോട്ടണ്‍ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് സസ്യവസ്തുക്കളിൽ നിന്നുള്ള സെല്ലുലോസ് ഫൈബറുകളിൽ നിന്നാണ് കടലാസ് നിർമ്മിക്കുന്നത്. വ്യത്യസ്ത ഗുണങ്ങൾ ലഭ്യമാക്കുന്നതിനായി ചില രാസവസ്തുക്കൾ പൂശുകയോ, കോട്ടിങ്ങ് നൽകുകയോ ചെയ്യാം. ശക്തിയോ കാഠിന്യമോ നിർണായകമല്ലാത്ത ഫ്‌ളക്‌സിബിലിറ്റിയും പ്രിന്റബിലിറ്റിയും ആവശ്യമുള്ള അപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് പേപ്പർ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് മികച്ചതാണ്. FR4, Rogers പോലെയുള്ള വളയ്ക്കാനും, രൂപപ്പെടുത്താനും സാധിക്കാത്ത സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ കാഠിന്യമേറിയ പ്രത്യേക സാങ്കേതിക അപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതാണ്.

 പേപ്പറിന്റെ ഗുണങ്ങൾ

FR4, Rogers തുടങ്ങിയ പരമ്പരാഗത ഉപതലങ്ങൾക്ക് (substrates) നല്ല വൈദ്യുത സ്ഥിരത (dielectric constant) ഉണ്ടായിരിക്കും. കൂടാതെ, ഈർപ്പമോ പരിസ്ഥിതിയിലെ മാറ്റങ്ങളോ കൊണ്ടുള്ള പ്രശ്നങ്ങൾ കുറവായതിനാൽ സ്ഥിരതയുള്ള പ്രകടനം നൽകാൻ കഴിയും. ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള മെറ്റീരിയലുകളും കൃത്യതയുള്ള നിർമ്മാണവും ആവശ്യമായതിനാല്‍ ചിലവ് വർദ്ധിപ്പിക്കും. ലളിതമായ ഡിസൈനുകളും സാധാരണ മെറ്റീരിയലുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നത് പ്രകടനം കുറയ്ക്കാം [1]. മെച്ചപ്പെട്ട താപനിർമ്മാർജ്ജനത്തിന് (thermal management) വലുതായ ഹീറ്റ് സിങ്കുകളും തണുപ്പിക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യകളും ആവശ്യമായി വരും. പോർട്ടബിൾ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി ചെറിയ ഡിസൈനുകൾ ആവശ്യമായിവരുമെങ്കിലും താപം ഫലപ്രദമായി ചിതറിക്കളയാൻ അതിനു കൂടുതൽ വെല്ലുവിളികൾ നേരിടേണ്ടി വരും.

അതിനാൽ ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഉപതലമായി കടലാസ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഒരു പ്രതീക്ഷാജനകമായ സ്ഥിരതയുള്ള സമീപനമാണ്. കടലാസ് ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ ആണെന്നത് മാത്രമല്ല, പരമ്പരാഗത പ്ലാസ്റ്റിക് ഉപതലങ്ങളെക്കാൾ കുറവ് ഊർജ്ജം ആവശ്യപ്പെടുന്നവയുമാണ്. ഈ മാറ്റം പ്രിന്റഡ് ഇലക്ട്രോണിക്സ് മേഖലയിൽ പരിസ്ഥിതി ദോഷം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാൻ സഹായിക്കും. വ്യാപകമായി നിർമ്മിക്കുന്ന കടലാസ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, “ഒറ്റത്തവണ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഇലക്ട്രോണിക്സ്” എന്ന പേരിൽ അറിയപ്പെടുന്നു. ഒറ്റത്തവണ ഉപയോഗത്തിനോ അല്ലെങ്കിൽ അല്പകാലപ്രയോഗത്തിനോ രൂപകല്പന ചെയ്തിട്ടുള്ള കടലാസ് അധിഷ്ഠിത ഇലക്ട്രോണിക്സ് പരിസ്ഥിതിയോട് കൂടുതൽ സൗഹൃദപരമാണെന്നത് മാത്രമല്ല കടലാസ് ഉപതലങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോണിക്സ് നിർമ്മിക്കുന്നത് ഉൽപാദന ചിലവ് ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും. കാരണം പരമ്പരാഗത ഇലക്ട്രോണിക്സുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ മെറ്റീരിയലുകളും നിർമ്മാണപ്രക്രിയകളും കൂടുതലും വിലകുറഞ്ഞവയാണ്. കടലാസ് സ്വാഭാവികമായി തൂക്കക്കുറവുള്ളതും എളുപ്പത്തിൽ രൂപപ്പെടുത്താനോ, മടക്കാനോ കഴിയുന്നതുമായതിനാൽ, ഇത് പാക്കേജിംഗിൽ നിന്ന് വിയറെബിൾ ടെക്‌നോളജി വരെ വ്യാപകമായ അപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി അനുയോജ്യമാണ്. R2R (Roll-to-Roll) പ്രിന്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ വേഗതയേറിയ നിർമ്മാണം സാധ്യമാക്കുകയും, വലിയ തോതിൽ ഉപകരണങ്ങൾ കുറച്ചു സമയത്തിനുള്ളിൽ കാര്യക്ഷമമായി നിർമ്മിക്കാനും സഹായിക്കുന്നു. എന്നാല്‍ സെല്ലുലോസ് ഘടനയുടെയും ഈർപ്പത്തിന്റെ മാറ്റങ്ങൾക്കും അനുസരിച്ച് കടലാസിന്റെ ഡൈഇലക്ട്രിക് ഗുണങ്ങളും സ്ഥിരതയുമെല്ലാം ഉയർന്നതും ഇളക്കമേൽക്കാൻ സാധ്യതയുള്ളതിനാൽ സിഗ്നൽ ക്ഷയം (attenuation) വർദ്ധിപ്പിക്കും.

കടലാസ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയ PCBs നിർമ്മിക്കാൻ ആഡ്‌റ്റീവ് (Additive) നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ, 3D പ്രിന്റിംഗ്, ഇൻക്ജെറ്റ് പ്രിന്റിംഗ്, സ്ക്രീൻ പ്രിന്റിംഗ്, പോലെയുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഏറ്റവും അനുയോജ്യമാണ്. ഇവ കടലാസിന്റെ മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങളുമായി നല്ല സാമ്യം പുലർത്തുകയും സർക്ക്യൂട്ട് ഡിസൈനിൽ കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു. ആഡ്‌റ്റീവ് ടെക്നിക്കുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ മെറ്റീരിയൽ വേസ്റ്റ് കുറയ്ക്കാൻ കഴിയുമെന്നത് മാത്രമല്ല  ഡിസൈൻ ഫ്‌ളക്‌സിബിലിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കാനും ഉൽപ്പാദനപ്രക്രിയ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമാക്കാനും  കഴിയും.

ഫാബ്രിക്കേഷൻ സാങ്കേതികങ്ങൾ

പരമ്പരാഗത സെമികൺഡക്ടർ നിർമ്മാണപ്രക്രിയയില്‍ സാധാരണയായി പരിസ്ഥിതിയെയും ആരോഗ്യത്തെയും അപകടത്തിലാക്കുന്ന വിഷവസ്തുക്കളും ഭാരമേറിയ ലോഹങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഹാനികരമായ വസ്തുക്കളെ ആശ്രയിക്കുന്നത് കുറയ്ക്കാനും വിഷം കുറവുള്ള ദ്രാവകങ്ങളും എച്ചിംഗ് ഏജന്റുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുമായി പുതിയ നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യകളെ ഗവേഷകർ അന്വേഷിക്കുന്നു. സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വളർച്ച ഭൂമിയുടെ വിലയിൽ വരരുതെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നതോടൊപ്പം ചെലവുകുറഞ്ഞതും ഉയർന്ന പ്രകടനവുമുള്ള നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യകൾക്ക് ചെലവേറിയ രീതികളേക്കാൾ മുൻഗണന നൽകുന്നു, അഡിറ്റീവ് നിർമ്മാണവും ഉയർന്ന നിലവാരത്തിലുള്ള നിക്ഷേപരീതികളും കൂടുതൽ സുസ്ഥിരമായ ഓപ്ഷനുകൾ നൽകാൻ കഴിയും. ഈ  സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ പരിസ്ഥിതിയോടുള്ള ഉത്തരവാദിത്തത്തോടൊപ്പം പ്രകടനവും സാമ്പത്തികപ്രാപ്യതയും ലക്ഷ്യമിടുന്നു.

1)   സ്ക്രീൻ പ്രിന്റിംഗ് :

ഒരു സ്റ്റെൻസിൽ അടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് സ്ക്രീൻപ്രിന്റിംഗ്. സ്റ്റെൻസിൽ പാറ്റേൺ രൂപകല്‍പ്പന ചെയ്യുക, മെഷ് സ്ക്രീൻ സബ്സ്ട്രേറ്റിന് മുകളിൽ സ്ഥാപിക്കുക, മെഷ് വഴി മഷി തള്ളുക, അച്ചടിച്ച പാറ്റേൺ ഒരു ഓവനിൽ ഉണക്കുക എന്നിവയാണ് നിർമ്മാണപ്രക്രിയയിൽ ഉൾപ്പെടുന്ന വിവിധ ഘട്ടങ്ങൾ. ഇത് വലിയ തോതില്‍ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്നതും വിവിധ സബ്സ്ട്രേറ്റുകൾക്ക് അനുയോജ്യവുമായ രീതിയാണ്. റെസല്യൂഷനും കൃത്യതയും ആവശ്യമുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യ ആയതിനാല്‍ ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള സർക്യൂട്ടുകളുടെ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്നത് ഈ രീതിയുടെ പരിമിതിയാണ്. ധരിക്കാവുന്ന ഇലക്ട്രോണിക്സ്, സെൻസറുകൾ, RFID ടാഗുകൾ എന്നിവയിൽ ഇത് ധാരാളമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു [2].

2)   ഇങ്ക്ജെറ്റ് പ്രിന്റിംഗ് :

പേപ്പർ അടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള സർക്യൂട്ടുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ¶ നവീനവും ജനപ്രിയവുമുള്ള  രീതിയാണ് ഇങ്ക്ജെറ്റ് പ്രിന്റിംഗ്. ഈ പ്രക്രിയയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന മഷിയിൽ വെള്ളി നാനോകണങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇത് സർക്യൂട്ടുകള്‍ക്ക് മികച്ച വൈദ്യുതചാലകതയും പ്രവർത്തനക്ഷമതയും ലഭ്യമാക്കുന്നു. പേപ്പറിന്റെ ഇരുവശങ്ങളിലും കൃത്യവും സൗകര്യപ്രദവുമായ സർക്യൂട്ട് പാറ്റേണുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നതിന് ഇങ്ക്ജെറ്റ് പ്രിന്റർ ഉപയോഗിച്ച് ഈ വൈദ്യുതചാലക മഷി നിക്ഷേപിക്കുന്നു. പ്രിന്റിംഗിന് ശേഷം മഷി ഉണക്കുന്നതിനായി പേപ്പർ ചൂടാക്കൽ പ്രക്രിയകൾക്ക് വിധേയമാക്കുന്നു. ഈ ഘട്ടം വെള്ളി നാനോകണങ്ങളെ തമ്മിൽ ബന്ധിപ്പിച്ച് ഒരു വൈദ്യുതചാലക പാളി രൂപപ്പെടുത്താൻ സഹായിക്കുന്നു. സങ്കീർണമായ സർക്യൂട്ട് ഡിസൈനുകൾ പ്രത്യേകിച്ച് പ്രോട്ടോടൈപ്പുകളുടെ ചെറിയ തോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിന് ഇത് ഏറെ പ്രയോജനപ്രദമാണ്. പരമ്പരാഗത വസ്തുക്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ സബ്സ്ട്രേറ്റ് ആയി പേപ്പർ ഉപയോഗിക്കുന്നതു ചെലവ് കുറക്കുന്നതോടൊപ്പം പേപ്പർ  പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന ¶ സ്രോതസായതിനാൽ ഈ രീതി കൂടുതൽ സങ്കീർണവും അപകട സാധ്യതയുള്ള നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളുടെ ആവശ്യം കുറയ്ക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന വൈദ്യുതചാലകത കൈവരിക്കാൻ മഷി ഘടനയും ക്യൂറിംഗ് പ്രക്രിയയും കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കേണ്ടതുണ്ട്. മികച്ച വൈദ്യുത പ്രവർത്തനക്ഷമത ഉറപ്പാക്കുന്നതിനായി വെള്ളി നാനോകണങ്ങൾ നല്ല രീതിയിൽ വിതറുകയും പൂർണ്ണമായി ബന്ധിപ്പിക്കപ്പെടുകയും വേണം [2].

ഈർപ്പം മൂലം പേപ്പറിന് ഉണ്ടായേക്കാവുന്ന കേടുപാടുകൾ ഒഴിവാക്കുന്നതിനും പേപ്പറിന്റെ ദൈർഘ്യമേറിയ ഉപയോഗം ഉറപ്പാക്കാനും ലാമിനേഷൻ പോലുള്ള പ്രക്രിയകള്‍ ആവശ്യമായേക്കാം. കൂടാതെ പ്രിന്ററിന്റെ ശേഷിയാണ് അച്ചടിച്ച സർക്യൂട്ടിന്റെ റെസല്യൂഷൻ നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. പ്രത്യേക ഉപകരണങ്ങൾ ഇല്ലാതെ വളരെ ചെറുതായുള്ള ഫീച്ചറുകൾ കൃത്യമായി അച്ചടിക്കുമ്പോൾ പ്രയാസം നേരിടാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. ഇങ്ക്ജെറ്റ് പ്രിന്റിംഗ് പ്രക്രിയയ്ക്കായി Dimatix DMP2800 drop-on-demand (DOD) പ്രിâറും Dimatix 10 pL കാർട്രിഡ്ജ് (DMC-11610) ഉം ഉപയോഗിക്കുന്നു. മഷിയുടെ വൈദ്യുതചാലകത, ഫ്‌ളക്‌സിബിലിറ്റി, പ്രിന്റബിലിറ്റി എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്താനും, പേപ്പറിന്റെ അതിജീവനക്ഷമതയെ ബാധിക്കാതെ നല്ല ബോണ്ടിംഗ് കൈവരിക്കാനും, വിവിധ ക്യൂറിംഗ് രീതികൾ ഗവേഷകർ അന്വേഷിച്ചുവരുന്നു. വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി പേപ്പറിന്റെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ അതിനെ മറ്റ് വസ്തുക്കളുമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിനും ശ്രമങ്ങൾ നടക്കുന്നു. മഷി ഉണങ്ങുന്നതിലും സബ്സ്ട്രേറ്റ് യോജിപ്പിക്കുന്നതിലും നേരിടുന്ന പ്രശ്നങ്ങൾ കാരണം ഇങ്ക്ജെറ്റ് പ്രിന്റിംഗ്, സ്ക്രീൻ പ്രിന്റിംഗിനേക്കാൾ അല്പം സാവധാനം ആയിരിക്കും.

3)    നേരിട്ട് വരയ്ക്കൽ:

നേരിട്ട് എഴുത്ത് (Direct Writing) പേപ്പർ അടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന മറ്റൊരു രീതി ആണ്. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ പേനകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഡിസ്പെൻസറുകൾ പോലുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് പേപ്പറിൽ നേരിട്ട് വൈദ്യുതചാലക മഷി അല്ലെങ്കിൽ വസ്തുക്കൾ നിക്ഷേപിക്കുന്നു. നേരിട്ട് എഴുത്തിനായി പ്രധാനമായും വൈദ്യുത ചാലക പേനകളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഈ പേന സാധാരണ ജെൽ പേനയെപ്പോലെയാണ്, എന്നാൽ ഇതിൽ സാധാരണ ഓയിൽ അടിസ്ഥാനമാക്കിയ മഷി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനു പകരം വൈദ്യുതചാലക മഷി ഉപയോഗിക്കുന്നു. വൈദ്യുതചാലക മഷിയില്‍ സാധാരണയായി ഏകീകൃത വെള്ളി നാനോ-കൊളോയിഡുകള്‍ അടങ്ങിയിരിക്കും, ഇത് പേനയുടെ വരയ്ക്ക് മികച്ച വൈദ്യുത ചാലകത നൽകുന്നു. ഈ രീതി വൈദ്യുതചാലകവസ്തുക്കളുടെ കൃത്യമായ നിക്ഷേപം നിയന്ത്രിക്കാനും പേപ്പറില്‍ ഇഷ്‌ടാനുസൃതവും സങ്കീർണവുമായ സർക്യൂട്ട് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാനുമുള്ള സൗകര്യം നൽകുന്നു. ഇങ്ക്ജെറ്റ് പ്രിന്റിംഗിനൊപ്പം നിക്ഷേപിച്ച വസ്തുക്കൾ ശരിയായി ചേർത്ത് മികച്ച വൈദ്യുതചാലകത ഉറപ്പാക്കാൻ ക്യൂറിംഗ് (ചൂടാക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ അൾട്രാവയലറ്റ് ചികിത്സ) ആവശ്യമാകാം. ഈ രീതി ലളിതവുമാണ്, കൂടാതെ വലിയ സൗകര്യങ്ങൾ ആവശ്യമില്ലാത്തതിനാൽ വിദ്യാഭ്യാസപരമായ പദ്ധതികൾക്കും ചെറിയ തോതിലുള്ള നിർമ്മാണത്തിനും അനുയോജ്യമാണ്.

വൈദ്യുതചാലക പേനകൾക്ക് പകരം പെൻസിലുകൾ ഉപയോഗിക്കാനാകുന്നതാണ് മറ്റൊരു പരിഹാരം. പെൻസിലുകളുടെ പ്രധാന കോർ ഗ്രാഫൈറ്റ്, ക്ലേ എന്നിവയുടെ മിശ്രിതം കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ചിലപ്പോൾ ചെറിയ അളവിൽ മെഴുക് അടങ്ങിയിരിക്കും. ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ അളവ് വർധിപ്പിക്കുമ്പോൾ വൈദ്യുതചാലകത മെച്ചപ്പെടും, എന്നാൽ ഉപയോക്താവിന്റെ എഴുതുന്ന സമ്മർദ്ദം, വേഗത, ആംഗിൾ തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങൾ മൂലം ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ വൈദ്യുതചാലകത വ്യത്യാസപ്പെടാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. ഗ്രാഫൈറ്റ് നല്ലൊരു വൈദ്യുത ചാലകമാണെങ്കിലും, വെള്ളി പോലുള്ള ലോഹങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ ഇതിന്റെ വൈദ്യുതചാലകത കുറവായിരിക്കും. കൂടുതൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉള്ള മൃദുവായ പെൻസിലുകൾ മികച്ച വൈദ്യുതചാലകത നൽകുമെങ്കിൽ, കൂടുതൽ ക്ലേ അടങ്ങിയ കഠിനമായ പെൻസിലുകൾ കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതചാലകതയാണ് നൽകുന്നത്. പെൻസിലുകൾ പ്രധാനമായും വിദ്യാഭ്യാസരംഗത്ത് പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് ഒരു ലാഭകരമായ, എളുപ്പമുള്ള പരിഹാരമായി ഉപയോഗിക്കാം. എന്നാൽ, ഉയർന്ന കൃത്യതയും മികച്ച വൈദ്യുതചാലകതയും ആവശ്യമായ പ്രയോഗങ്ങൾക്കായി വൈദ്യുത ചാലക പേനകളാണ് കൂടുതൽ അനുയോജ്യം [2].

നേരിട്ടുള്ള വരയ്ക്കൽ, ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി സൗകര്യപ്രദമാകുമ്പോഴും, ഉയർന്ന കൃത്യത ആവശ്യമായ നിർമാണ പ്രക്രിയകളിൽ പരിമിതികൾ നേരിടുന്നു. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി മെറ്റാമെറ്റീരിയലുകൾ നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ, യൂണിറ്റ് സെൽ അളവുകൾ മൈക്രോമീറ്റർ നിരപ്പിലായിരിക്കണം. അപ്പോള്‍ ഉയർന്ന കൃത്യത ലാഭിക്കാന്‍ പേനകൾ അല്ലെങ്കിൽ പെൻസിലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് നേരിട്ട് വരയ്ക്കുന്ന രീതികൾക്ക് പ്രയാസമേറിയിരിക്കും. ഡയറക്ട് റൈറ്റിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ എഴുതുന്ന സമയത്തെ സമ്മർദ്ദം, വേഗത, ആംഗിൾ മുതലായ വ്യത്യാസങ്ങൾ, നിക്ഷേപിച്ച വസ്തുവിന്റെ ഒരേ പതിപ്പിൽ പോലും വൈവിധ്യം ഉണ്ടാക്കും. ഇത് അച്ചടിച്ച പാതകളുടെ വൈദ്യുത പ്രവർത്തനക്ഷമതയിലും സ്ഥിരതയിലും അകമ്പടി സൃഷ്ടിക്കാം.

4)   ഫോട്ടോലിഥോഗ്രാഫി:

സൂക്ഷ്മ (മൈക്രോ) - നാനോ നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ പേപ്പർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയ സബ്സ്ട്രേറ്റുകളിൽ നൂതനവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതുമായ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള അനന്തസാധ്യതകൾ നൽകുന്നു. കൃത്യതയും ദൈർഘ്യമേറിയ ഉപയോഗക്ഷമതയും പോലുള്ള ചില വെല്ലുവിളികൾ അഭിമുഖീകരിക്കേണ്ടതുണ്ടെങ്കിലും, നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യകളിലെ പുരോഗതി പേപ്പറിനെ പ്രായോഗികവും ആകർഷകവുമായ ഇലക്ട്രോണിക്സ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി പ്രയോജനകരമാക്കുന്നു. സാധാരണ ലിഥോഗ്രാഫിയിൽ പാറ്റേണ്‍ ഒരു ഫോട്ടോമാസ്കിൽ നിന്ന് പ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് ലൈറ്റ്-സെൻസിറ്റീവ് രാസവസ്തു (ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ്) പൊതിഞ്ഞ സബ്സ്ട്രേറ്റിലേക്ക് മാറ്റുന്നു. വിവിധ തരം ലിഥോഗ്രാഫി രീതികൾ പരിചയപ്പെടാം.

ഫോക്കസ്ഡ് അയോൺ ബീം (FIB) ലിഥോഗ്രാഫി: കേന്ദ്രീകൃത അയൺ ബീം ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന കൃത്യതയിൽ വസ്തുക്കള്‍ക്ക് ആകൃതി കൊടുക്കാനും നിക്ഷേപിക്കാനും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇത് വിവിധ സബ്സ്ട്രേറ്റുകളിൽ വളരെ സൂക്ഷ്മമായ പാത ഉണ്ടാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.

ഷാഡോ മാസ്ക് ലിഥോഗ്രാഫി (SML): ഒരു ഡിസൈൻ ചെയ്ത മാസ്ക് സബ്സ്ട്രേറ്റിന് മുകളിൽ വച്ച് മാസ്ക് വഴി വസ്തുക്കളെ നിക്ഷേപിക്കുന്ന രീതിയാണ് ഇത്. മാസ്ക് ചില ഭാഗങ്ങളിൽ മെറ്റീരിയൽ നിക്ഷേപം തടയുന്നതിനാൽ ആഗ്രഹിച്ച ആകൃതി രൂപപ്പെടുന്നു.

ഇലക്ട്രോൺ ബീം ലിഥോഗ്രാഫി (EBL): ഒരു റെസിസ്റ്റ്-കോട്ടഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ ഇഷ്‌ടാനുസൃത പാറ്റേണുകൾ എഴുതാൻ ഇലക്‌ട്രോണുകളുടെ ഒരു ഫോക്കസ്ഡ് ബീം ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ലേസർ മൈക്രോ-ലെൻസ് അറേ ലിഥോഗ്രാഫി: ഒരു ലേസർ ബീം ഫോക്കസ് ചെയ്യുന്നതിനും വസ്തുക്കളുടെ തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ട പ്രദേശങ്ങളെ എക്സ്പോസ് ചെയ്യുകയോ നശിപ്പിക്കുകയോ ചെയ്തുകൊണ്ട് പാറ്റേണുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനും മൈക്രോ ലെൻസുകളുടെ ഒരു നിര ഉപയോഗിക്കുന്നു

ഡയറക്ട് ലേസർ റൈറ്റിംഗ് (DLW): ക്രോസ്-ലിങ്ക്ഡ് പോളിമർ ഘടനകൾ സൃഷ്ടിക്കുകയോ മെറ്റീരിയൽ നീക്കം ചെയ്യുകയോ പോലുള്ള മെറ്റീരിയൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ പ്രാദേശികമായി പരിഷ്ക്കരിച്ച് ഒരു സബ്സ്ട്രേറ്റുകളിലേക്ക് പാറ്റേണുകൾ നേരിട്ട് എഴുതാൻ ഫോക്കസ് ചെയ്ത ലേസർ ഉപയോഗിക്കുന്നു

ഈ വിപുലമായ നിർമ്മാണ സാങ്കേതിക വിദ്യകളിൽ ഓരോന്നിനും വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ പ്രത്യേക ഗുണങ്ങളുണ്ട്. പേപ്പർ അധിഷ്ഠിത സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് തയ്യാറാക്കൽ, മെറ്റീരിയൽ അനുയോജ്യത, പ്രോസസ്സ് ക്രമീകരണങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ നിരവധി വെല്ലുവിളികൾ പരിഹരിക്കേണ്ടതുണ്ട് [2].  ചില സാങ്കേതിക വിദ്യകൾക്ക് പേപ്പറിനൊപ്പം ഫലപ്രദമാകാൻ പരിഷ്കാരങ്ങളോ പ്രത്യേക പരീക്ഷണങ്ങളോ ആവശ്യമായി വരുമെങ്കിലും, മെറ്റീരിയൽ സയൻസിലും ഫാബ്രിക്കേഷൻ ടെക്നോളജിയിലും നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഗവേഷണവും വികസനവും പേപ്പർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്സിനും മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുമുള്ള സാധ്യതകൾ വർദ്ധിച്ച് കൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

5)   3D പ്രിന്റിംഗ്:

പേപ്പർ സ്വാഭാവികമായും പരന്നതും ദ്വിമാനവുമായ (2D) ഒരു വസ്തുവാണ്, അതുകൊണ്ട് നേരിട്ട് ത്രിമാനഘടനകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് പ്രയാസകരമാണ്. പേപ്പർ പാളികൾക്കിടയിൽ പശകളോ മറ്റ് ബോണ്ടിംഗ് ഏജന്റുകളോ ഉപയോഗിച്ച് അച്ചടിക്കുന്നത് ഈ രീതിയിൽപെടുന്നു. സങ്കീർണ്ണമായ 3D പേപ്പർ ഘടനകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് ലേസർ കട്ടിംഗ്, സ്കോറിംഗ്, എംബോസിംഗ് എന്നിവ പോലുള്ള സംയോജിത സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഉപയോഗിക്കാം. സങ്കീർണ്ണമായ 3D ഡിസൈനുകൾ കൂട്ടിച്ചേർക്കാൻ കൃത്യമായ മുറിവുകളും മടക്കുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ത്രിമാന ഘടനകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് അഡിറ്റീവ് നിർമ്മാണ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. CAD സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിച്ച് 3D മോഡൽ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുക, ചാലക, വൈദ്യുത പദാർത്ഥങ്ങൾ പ്രിന്റിലേക്ക് ലോഡുചെയ്‌ത് പാളി പാളിയായി ഘടനപാളികൾ പ്രിന്റ് ചെയ്യുക, എന്നീ രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച്, പേപ്പർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയ 3D ഘടനകൾ നിർമ്മിച്ച്, ചെലവുകുറഞ്ഞതും പരിസ്ഥിതിയോട് സൗഹൃദപരവുമായ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാം [2].

സാധ്യമായ ഉപയോഗങ്ങൾ:

സ്മാർട്ട് പാക്കേജിംഗ്: ഗതാഗത സമയത്ത് ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ പുതുമ, ആധികാരികത അല്ലെങ്കിൽ പാരിസ്ഥിതിക സാഹചര്യങ്ങൾ എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ നൽകുന്നതിന് പേപ്പർ ഇലക്ട്രോണിക്സ് പാക്കേജിംഗ് ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ കഴിയും.

ഇന്ററാക്ടീവ് മാർക്കറ്റിംഗ്: ക്യുആർ കോഡുകൾ അല്ലെങ്കിൽ എൻഎഫ്‌സി സാങ്കേതികവിദ്യ പോലുള്ള ഉപഭോക്തൃ ഇടപെടലുകളോട് പ്രതികരിക്കുന്ന എംബഡഡ് ഇലക്ട്രോണിക്‌സ് ഉപയോഗിച്ച് ബ്രാൻഡുകൾക്ക് ആകർഷകമായ പരസ്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും.

ആരോഗ്യ നിരീക്ഷണം: പേപ്പറിൽ അച്ചടിച്ച ബയോസെൻസറുകൾ പോലെയുള്ള ഡിസ്പോസിബിൾ ഹെൽത്ത് മോണിറ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ, സുപ്രധാന അടയാളങ്ങളോ പാരിസ്ഥിതിക സാഹചര്യങ്ങളോ നിരീക്ഷിക്കുന്നതിന് ചെലവ് കുറഞ്ഞ പരിഹാരങ്ങൾ നൽകും.

പാരിസ്ഥിതിക നിരീക്ഷണം: പേപ്പറിൽ ഉള്ള ചെലവ് കുറഞ്ഞ സെൻസറുകൾ വ്യത്യസ്ത സാഹചര്യങ്ങളിൽ വായു ഗുണനിലവാരം, താപനില, അല്ലെങ്കിൽ ഈർപ്പം എന്നിവ നിരീക്ഷിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം [3].

വെല്ലുവിളികൾ

പരമ്പരാഗത പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകൾക്ക് സുസ്ഥിരമായ ബദൽ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന വളർന്നുവരുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് പേപ്പർ അധിഷ്ഠിത പിസിബികൾ. സാധ്യതകൾ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, വിവിധ പാരിസ്ഥിതിക സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഈടുനിൽക്കൽ, പരിമിതമായ താപ പ്രതിരോധം, പ്രകടനം എന്നിവ പോലുള്ള വെല്ലുവിളികൾ നേരിടേണ്ടതുണ്ട്. പരമ്പരാഗത ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ കഠിനമായ PCBs-ക്കായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തതിനാൽ, അവയെ പേപ്പർ അടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള PCBs--ലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് പ്രയാസകരമായേക്കാം [4]. ഈ തടസ്സങ്ങൾ പരിഹരിക്കപ്പെടുകയാണെങ്കിൽ, പേപ്പർ പിസിബികൾ ഒരു മുഖ്യധാരയായി മാറും, കുറഞ്ഞ പവർ ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ്, വെയറബിൾസ്, ഡിസ്‌പോസിബിൾ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയ്‌ക്ക് അതൊരു സുസ്ഥിരമായ പരിഹാരമാകും.

ഉപസംഹാരം

പ്രിന്റഡ് ഇലക്ട്രോണിക്സിൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ ഉപയോഗം കൃത്യതയുടെ കാര്യത്തില്‍ ആശങ്കകൾ ഉയർത്തുന്നു. സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ പലപ്പോഴും പെട്രോളിയം അധിഷ്‌ഠിത സ്രോതസ്സുകളെ ആശ്രയിക്കുന്നു, ഇത് ഉൽപാദനത്തിലും നീക്കംചെയ്യലിലും ഉയർന്ന കാർബൺ വികിരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. കൂടാതെ, അവയുടെ വിഘടനം സംഭവിക്കാത്ത സ്വഭാവം പ്ലാസ്റ്റിക് മലിനീകരണത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഊർജ ഉപഭോഗവും മാലിന്യവും കുറയ്ക്കുന്നതു പോലെയുള്ള ഉൽപ്പാദന പ്രക്രിയകളിലെ നൂതനാശയങ്ങൾ പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതങ്ങൾ ലഘൂകരിക്കാൻ സഹായിക്കും. ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ അല്ലെങ്കിൽ റീസൈക്കിൾ ചെയ്യാവുന്ന സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നത് പരിസ്ഥിതി ആഘാതങ്ങൾ കുറയ്ക്കും. ഇപ്പോൾ പുരോഗമിച്ച് കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഗവേഷണത്തിലൂടെ, ഇ-മാലിന്യം കുറയ്ക്കുന്നതിലും ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിലും ഹരിത സാങ്കേതികവിദ്യയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിലും പേപ്പർ ഇലക്ട്രോണിക്‌സ് ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. പേപ്പർ ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സിന്റെ പാരിസ്ഥിതിക കാൽപ്പാടുകൾ കുറയ്ക്കുന്നതിന് വ്യവസായസംരഭകരും സർക്കാരും സുസ്ഥിരതയ്ക്കായി പ്രേരിപ്പിക്കുന്നതിനാൽ, ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ്, ഫ്ലെക്‌സിബിൾ സർക്യൂട്ടുകൾ, പേപ്പർ അധിഷ്‌ഠിത സെൻസറുകൾ എന്നിവയിലെ പുതുമകൾ വൃത്തിയുള്ളതും കൂടുതൽ ഉത്തരവാദിത്തമുള്ളതുമായ സാങ്കേതിക വ്യവസായത്തെ രൂപപ്പെടുത്താൻ സഹായിക്കും.

റഫറന്‍സുകള്‍

1.    Ghenadii Korotcenkov; “Paper-Based Sensors: Fantasy or Reality?”, Nanomaterials 2025, 15, 89.

2.    Daniel Tobjörk and Ronald Österbacka; “Paper Electronics”, Advanced Materials 2011, 23, 1935–1961.

3.    Yadong Xu; Qihui Fei; Margaret Page; Ganggang Zhao; Yun Ling; Samuel B. Stoll; and Zheng Yan, “Paper-based wearable electronics”, iScience 24, 102736, July 23, 2021.

4.    Jingping Liu; Cheng Yang; Haoyi Wu; Ziyin Lin; Zhexu Zhang; Ronghe Wang; Baohua Li; Feiyu Kang; Lei Shi and Ching Ping Wong, “Future paper based printed circuit boards for green electronics: fabrication and life cycle assessment”, Energy Environmental Science, 2014, 7, 3674–3682.

ഡോ: നിഷമോൾ എം.എസ്.

അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസർ ഓഫ് ഇലക്ട്രോണിക്സ്

ഗവൺമെന്റ് കോളജ്, ചിറ്റൂർ, പാലക്കാട്

nishanassar @gmail.com