تولد دوباره کاغذ در عصر الکترونیک

کاغذ بی تردید یکی از قدیمی ترین فناوری های ارزشمندی است که تاریخ بشر به خود دیده است جایگاه مهم و تأثیرگذار این ابزار کاربردی در جریان توسعه و پیشرفت تمدن جامعه بشری غیرقابل انکار است

کاغذ بی‌تردید یکی از قدیمی‌ترین فناوری‌های ارزشمندی است که تاریخ بشر به خود دیده است. جایگاه مهم و تأثیرگذار این ابزار کاربردی در جریان توسعه و پیشرفت تمدن جامعه بشری غیرقابل انکار است.

اما از قرار معلوم این فناوری تاریخی در حال تجربه نوعی دگردیسی در پیله فناوری الکترونیک است تا نهایتا به تولد کاغذ نسل دوم با ظاهر و باطنی متفاوت بیانجامد. با این وصف انتظار می‌رود کاغذ از دولت همنشینی با فناوری پر و پیمانی نظیر الکترونیک تا مرتبه‌ای پیشرفت کند که خود را در هیأت یک فناوری قرن بیست و یکمی نمایش دهد.

اما ماجرای تولد نسل آینده کاغذها یا همان کاغذ الکترونیکی را می‌توان محصول تلاش‌هایی دانست که صنعت الکترونیک و محققان این حوزه با هدف دستیابی به شکل‌های متفاوت و کارآمدتر تجهیزات الکترونیکی و ارائه طیف گسترده‌تری از کارایی‌های پیشرفته در ادوات و لوازم الکترونیک مصرفی دنبال می‌کنند. در این میان موضوع ترکیب تجهیزات الکترونیک نظیر حسگرها و عملکردها در ساختار کاغذ و مقوا را می‌توان به عنوان نمونه و مقدمه‌ای از شروع این جریان به شمار آورد. چنین کالایی می‌تواند طیف متنوعی از کارکردهای همسو با نیازهای حال و آینده سایر بخش‌های صنعت از ذخیره اطلاعات و صفحات لمسی گرفته تا بسته‌بندی هوشمند مواد غذایی برای نمایش تازگی و سلامت مصرف را به نمایش بگذارد.

● قابلیت‌های نهفته در نسل جدید کاغذها

به اعتقاد کارشناسان موضوع تعبیه و گنجاندن تجهیزات الکترونیک در کاغذ را می‌توان کمترین انتظار محققان در این زمینه به حساب آورد. در واقع فرمول طلایی که صنعت الکترونیک و محققان پیشگام این حوزه برای دستیابی به آن تلاش می‌کنند در گرو کشف نحوه ترکیب و به هم آمیختن کاغذ با ادوات الکترونیکی است. محققان برای دستیابی به کاغذ الکترونیک واقعی باید بدانند ۳ ‌ویژگی انعطاف‌پذیری، ارزانی و بازیافت پذیری کاغذ معمولی را چگونه می‌توان با قابلیت دریافت، گذر و آنالیز داده‌ها در قطعات الکترونیکی یکپارچه و ترکیب کرد.

مروری بر مقالات منتشر شده در مجله تخصصی مواد پیشرفته نیز از توجه محققان به این موضوع و آمار فراوان پروژه‌های تحقیقاتی در این زمینه حکایت دارد. رویکرد قابل توجه پژوهش‌ها به این بخش از حوزه الکترونیک بی‌سبب هم نمی‌تواند باشد. در حالی که اکثر کاربردهای الکترونیکی نیازمند ساختارهای رسانایی الگودار هستند، کاغذ رسانا نیز می‌تواند در کاربردهای متنوعی همچون وسایل ذخیره انرژی، حسگرها، گرم‌کننده‌های برقی، منتشرکننده‌های میدان الکتریکی، پوشش‌های ضد الکتریسیته ساکن و سپرهای الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرد. جالب اینجاست که به لطف کاغذ الکترونیکی و قابلیت‌های نهفته‌ای که داراست، می‌توان با گنجاندن برخی کارکردهای تبادلی در مجلات و نشریات نیز پیش رفته و نوعی مبادله فعال اطلاعات بین خواننده و مجله مورد علاقه‌اش را ایجاد کرد. به عنوان مثال مسوول صفحه سرگرمی‌ها می‌تواند با گنجاندن یک بازی ساده حدس زدنی، زمینه انگیزش و ارتباط متقابل خواننده و صفحه را ایجاد نماید. خواننده برای دنبال کردن بازی کافی است حدسی زده و تصویر دکمه مربوطه را فشار دهد تا ببیند چه اتفاقی می‌افتد. در واقع حسگرهای موجود در کاغذ مجله هستند که خواننده را از درستی یا اشتباه ادامه راهش مطلع می‌کنند.

البته به موازات کاربردهای مطرح شده مذکور برای کاغذ الکترونیکی، کاربردها یا موارد استعمال جدی‌تری پیشنهاد شده‌اند که بیشتر به ضمیمه کردن کاربردی اضافی بر دوش کاغذ شباهت دارند. کاربردهایی همچون کاغذ امنیتی یا کاغذ ذخیره اطلاعات برای کاغذهای مغناطیسی حاوی مواد آهنربایی از جمله پیشنهادهایی بوده‌اند که پیشتر مطرح شده بودند. به عنوان نمونه می‌توان به آزمایش محققان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) اشاره کرد که در اصل نوعی سوار کردن تجهیزات الکترونیک بر روی کاغذ به حساب می‌آید. محققان یک سلول خورشیدی را در بخشی از تا خوردگی کاغذ یک هواپیمایی کاغذی قرار داده و موفق می‌شوند از چنین وسیله‌ای یک تصویر ارسال کنند. محققان آلمانی نیز برای جلوگیری از اقدامات جاعلان، مبادرت به جاسازی تراشه‌های الکترونیکی در کاغذ اسکناس‌ها کرده‌اند.

● فناوری در انتظار نخستین کاغذ الکترونیکی

با این اوصاف و به‌رغم آن که به نظر می‌رسد کاغذ زیرساخت و بستر کاری مناسبی برای چاپ مدارات الکترونیکی است، باید به موضوع هزینه چاپ قطعات الکترونیکی روی کاغذ در ابعاد صنعتی نیز فکر شود. واقعیت این است که بسیاری از تولیدکنندگان آمریکایی و اروپایی کاغذ، سهم بازار خود را در مقابل کاغذ ارزان‌ قیمت چینی از دست داده‌اند و طبیعتا این شرکت‌های بزرگ به دنبال تولید محصولاتی با ارزش افزوده بیشتر می‌گردند. محققان پیشگام توسعه این فناوری و سایر کارشناسان حوزه الکترونیک جذابیت و منافع بالقوه چنین کالای نوینی را برگ برنده و تمایز آن به شمار می‌آورند که می‌تواند خطوط تولید اروپایی و آمریکایی را مجددا به راه اندازد.

نکته: کاغذ الکترونیکی می‌تواند طیف متنوعی از کارکردهای همسو با نیازهای حال و آینده سایر بخش‌های صنعت از ذخیره اطلاعات و صفحات لمسی گرفته تا بسته‌بندی هوشمند مواد غذایی برای نمایش تازگی و سلامت مصرف را به نمایش بگذارد

به اعتقاد آنها در چنین اوضاع و احوالی است که ادوات و وسایل کاغذی تقویت شده توسط دانش الکترونیک می‌توانند خودنمایی کرده و زمینه تمایز فناورانه بسیاری را فراهم آورند.

در این میان محققان نیز با هدف کاستن از مشکلات احتمالی در بخش چاپ قطعات الکترونیک بر روی کاغذ و همچنین تأمین برخی تجهیزات اختصاصی و پیش نیازهای خط تولید، سرگرم توسعه تجهیزاتی ویژه برای ادوات الکترونیکی هستند که از جمله آن می‌توان به یک نمونه ترانزیستور ولتاژ پایین و یک سامانه چاپگر مخصوص اشاره کرد. البته محققان در حالی در زمینه کاهش مشکلات بخش چاپ الکترونیک تلاش می‌کنند که مسائل مربوط به خود کاغذ نظیر ناهمواری سطوح بزرگ، نفوذپذیری و ناخالصی‌های شیمیایی را به عنوان موانع مهم و اصلی کارشان به حساب می‌آورند.

با این تفاصیل اما سایر فعالان این حوزه، نظر متفاوتی نسبت به زمان ارائه این فناوری دارند و قضیه آمیختن حسگرهای الکترونیک در کاغذ را هنوز در فاصله دوری از بازار مصرف می‌دانند. به عنوان نمونه، مسوولان یکی از شرکت‌های فعال در زمینه توسعه حسگرهای بی‌سیم خورشیدی برای منازل و ادارات، تحقق چنین کاربردی را منتفی دانسته و مشکلات فنی و ساختاری را دلیل اصلی آن عنوان می‌کند.

به اعتقاد آنها برای تحقق فناوری کاغذ الکترونیک بیش از هر چیز به یک سطح رسانای کاغذی‌ نیاز است که توسعه چنین فناوری‌ ممکن است یک دهه زمان ببرد. صرف این زمان دراز در حالی است که فعالان صنعتی حوزه الکترونیک معتقد به یافتن راه‌حل‌هایی هستند که قادر باشد تجاری‌سازی محصولات الکترونیک محور را برای زمان حاضر محقق کند. از همین رو، بهترین زیرساخت برای نشاندن و تعبیه تجهیزات الکترونیک را شیشه، پلاستیک‌ها و حتی فلز معرفی می‌کنند. البته به‌رغم تردیدهای مطرح شده نسبت به زمان تحقق کاغذ الکترونیکی، صاحب‌نظران و فعالان حوزه الکترونیک معتقدند روزی که نخستین برگ کاغذ رسانا به ثبت برسد روز بزرگی در تاریخ فناوری و صنعت به شمار خواهد رفت.

منبع: Discovery

مهریار میرنیا