No entanto, 2021 foi um ano entusiasmante para a eletrónica impressa, com inúmeras aplicações a alcançarem a adoção comercial e um fluxo significativo de investimento para o setor. Mesmo quando as tecnologias ainda não estão disponíveis comercialmente, as empresas estão cada vez mais a migrar do desenvolvimento das suas tecnologias e da produção de protótipos de demonstração especulativos para projetos de desenvolvimento e qualificação para clientes específicos.

Saúde e bem-estar: Aproveitando a flexibilidade.
Para comercializar com sucesso a eletrónica impressa/flexível, é necessário identificar aplicações em que as suas diferenças em relação à eletrónica convencional acrescentem um valor significativo. Os adesivos eletrónicos para a pele são um excelente exemplo, uma vez que os dispositivos flexíveis de película fina melhoram o conforto do paciente, permitindo a monitorização contínua dos parâmetros biométricos.

O interesse pelos adesivos eletrónicos para a pele aumentou consideravelmente em 2021, com o desenvolvimento de materiais específicos por parte de grandes empresas como a DuPont e a Henkel, e a utilização destes adesivos nos hospitais. Este aumento da procura deve-se, em parte, à COVID-19, uma vez que tanto os doentes como os profissionais de saúde se sentem agora muito mais confortáveis ​​com as consultas remotas que requerem acompanhamento domiciliário. Além disso, muitos sistemas de saúde estão a enfrentar uma acumulação de doentes após o cancelamento de cirurgias e exames, o que cria um incentivo adicional para a adoção de novas tecnologias que possam melhorar a eficiência, por exemplo, facilitando a alta hospitalar precoce.

Automóvel: Apoio à Transição para Veículos Elétricos.
Embora a transição para os veículos elétricos e autónomos atraia muita atenção, é acompanhada pela adoção de outras tecnologias que, em certa medida, passam despercebidas. A crescente adoção da eletrónica impressa é um exemplo, com aplicações tanto dentro como fora do veículo (exploradas em maior detalhe no relatório da IDTechEx "Impressed and Flexible Electronics for Automotive Applications 2021-2031: Technologies and Markets").

Os interiores são alvos particularmente promissores para inovações que melhorem a experiência dos ocupantes, dado que é mais difícil para os fabricantes diferenciarem os veículos elétricos com base no seu sistema de propulsão. Neste sentido, a eletrónica impressa/flexível tem um grande potencial para adicionar funcionalidades extra ao habitáculo e facilitar uma fabricação eficiente. Exemplos incluem a integração de ecrãs de alto desempenho e superfícies de controlo sensíveis ao toque. De facto, os sensores de toque capacitivos retroiluminados, compostos por películas de malha metálica transparente impressas e peças termoformadas, desenvolvidos pela PolyIC, já estão disponíveis comercialmente nos modelos da Volkswagen lançados em 2021.

Existe também um crescente interesse em aquecedores para aplicações automóveis, dado que os veículos elétricos geram significativamente menos calor residual. Embora a electrónica impressa já seja utilizada em alguns aquecedores de bancos, a implementação de aquecedores fabricados com tintas resistivas ou condutoras com um coeficiente de temperatura positivo nas suas superfícies melhoraria a eficiência do aquecimento e, consequentemente, aumentaria ligeiramente a autonomia dos veículos eléctricos. Os aquecedores transparentes, que podem ser feitos de malha metálica, nanotubos de carbono (NTCs) ou nanofios de prata, também estão a ser desenvolvidos e testados, com aplicações iniciais incluindo capas de faróis e sensores.

Embalagens inteligentes: as inovações técnicas aumentam a viabilidade.
As embalagens inteligentes receberam um grande impulso rumo à adoção em larga escala em 2021, com duas startups a garantirem 10 milhões de dólares em financiamento para aumentar a produção e expandir as suas capacidades técnicas.

Definida como a integração de funcionalidades eletrónicas, como antenas e sensores, na embalagem para acompanhar o seu progresso e estado ao longo da cadeia de abastecimento e até ao consumidor final, a embalagem inteligente tem sido considerada uma aplicação promissora para a eletrónica impressa/flexível. Isto porque, ao contrário da eletrónica rígida convencional, a eletrónica impressa/flexível é teoricamente compatível com a produção rolo a rolo (R2R) de altíssima escala, permitindo os custos de produção extremamente baixos necessários.

No entanto, apesar da ampla adoção de etiquetas RFID, as embalagens inteligentes com sensores integrados têm-se limitado, até à data, a aplicações de nicho. Isto deve-se principalmente ao facto de as metas de custos para a maioria das aplicações de embalagens inteligentes serem extremamente desafiantes, especialmente porque exigem a incorporação de uma fonte de alimentação ou capacidade de captação de energia, um ou mais sensores, um circuito integrado de processamento e uma antena. Além disso, as embalagens inteligentes geralmente só acrescentam valor quando facilitam uma solução integrada juntamente com o software. Isto requer normalmente a entrada num mercado de grande escala e a adoção simultânea por vários intervenientes na cadeia de abastecimento.

Com o objetivo de reduzir o custo do hardware dos armários inteligentes, abrindo assim a tecnologia a aplicações em larga escala, estão a ser desenvolvidas tecnologias de hardware inovadoras. A PragmatIC, uma empresa sediada no Reino Unido que produz circuitos integrados de óxido metálico nativamente flexível, captou 80 milhões de dólares numa ronda de financiamento Série C em outubro de 2021. A principal proposta de valor dos circuitos integrados da PragmatIC é o seu baixo custo, potencialmente inferior a um cêntimo cada. Embora a RFID seja a aplicação inicial, também estão em desenvolvimento circuitos integrados mais complexos para aplicações de sensorização.

Outra inovação promissora para as caixas inteligentes são os sensores que captam energia da radiação eletromagnética ambiente. Desenvolvidos pela empresa americana Wiliot, que angariou 200 milhões de dólares numa ronda de financiamento Série C, estes sensores sem fios e sem bateria comunicam via Bluetooth. A deteção baseada em eventos é utilizada para comunicar apenas quando a posição do sensor muda, reduzindo assim o consumo de energia. Os circuitos integrados da PragmatIC e da Wiliot serão montados em substratos flexíveis, e as antenas serão frequentemente fabricadas com recurso a tintas condutoras. Esta nova metodologia de fabrico, que combina componentes impressos e montados, é denominada "electrónica híbrida flexível (FHE)" e é detalhada num relatório dedicado da IDTechEx.

Com este investimento iminente a facilitar o crescimento de tecnologias que abordam algumas fragilidades antigas, 2021 poderá revelar-se o ano em que se iniciará a adoção de embalagens inteligentes.

Edifícios inteligentes e IoT: Combinando a deteção e a captação de energia

Os dispositivos IoT, aqui definidos como uma rede de sensores ligados sem fios para aplicações domésticas e industriais, oferecem vantagens como a manutenção preditiva e a monitorização de condições. Representam uma oportunidade significativa para a eletrónica impressa/flexível, pois necessitam de ser acessíveis e ter um formato compacto para se adaptarem a edifícios, equipamentos industriais e outros.

Apesar da clara proposta de valor, alimentar dispositivos IoT continua a ser um desafio, uma vez que a substituição de baterias é dispendiosa e gera desperdício quando se considera o tempo de manutenção. Uma alternativa promissora para a resolução deste problema são os painéis fotovoltaicos orgânicos (OPV). Embora a adoção em larga escala dos painéis fotovoltaicos orgânicos tenha sido difícil, esta tecnologia de captação de energia é bastante adequada para ambientes interiores, uma vez que é mais eficiente do que os painéis fotovoltaicos de silício sob radiação difusa de baixa intensidade. Os filmes são também baratos de produzir utilizando processamento em solução, enquanto o seu formato flexível de película fina aumenta a durabilidade e as possibilidades de integração.

Empresas como a Epishine, Dracula Technologies e Ribes Tech estão a desenvolver células OPV para ambientes interiores destinadas a dispositivos IoT de baixo consumo. Esta tecnologia ganhou força em 2021, com as células OPV da Epishine a serem instaladas em produtos de gestão de instalações disponíveis comercialmente.

Outras aplicações de eletrónica impressa/flexível para edifícios inteligentes aproveitam a capacidade de produzir dispositivos relativamente simples e de grande área a um preço acessível. Estas aplicações incluem a deteção de fugas e o aquecimento, quer seja integrada em materiais de construção ou adaptada a sistemas existentes. Em 2021, a empresa britânica Bare Conductive lançou o Laiier, destinado a estas aplicações: a deteção de fugas a baixo custo está a revelar-se particularmente atrativa para o setor segurador, com vários projetos em desenvolvimento.

Próximo ano

A comercialização de eletrónica impressa/flexível deverá continuar em 2022 em todas as tecnologias e aplicações acima descritas, com sensores de toque capacitivos feitos de malha metálica impressa, células OPV para captação de energia em ambientes interiores e adesivos eletrónicos flexíveis para a pele a ganhar cada vez mais espaço.