Elektroniikan määrä kasvaa ja alan raaka-aineiden käytön arvioidaan kaksinkertaistuvan vuoteen 2050 mennessä. Myös elektroniikkajätteen määrä on lähes tuplaantunut viimeisten 16 vuoden aikana, ja vain 20 % tästä jätteestä kerätään tehokkaasti. EU vaatiikin elektroniikkateollisuudelta kestävämpiä ratkaisuja. VTT kehittää niitä yhdistämällä painettua elektroniikkaa, biopohjaisia materiaalia ja ekosuunnitteluajattelua.
Elektroniikkateollisuuden ympäristökuormaa voidaan vähentää merkittävästi siirtymällä perinteisistä valmistusprosesseista painettuun elektroniikkaan ja fossiilipohjaisista materiaaleista biomateriaaleihin. Painettujen prosessien avulla voidaan joissakin sovelluksissa korvata jopa 90 prosenttia fossiilisista materiaaleista. Samalla energiankulutus voi vähentyä viidesosaan perinteisiin prosesseihin verrattuna. Ekosuunnittelu edistää puolestaan arvokkaiden materiaalien tehokasta käyttöä, kierrätystä ja talteenottoa.
VTT:llä on monipuolista osaamista kaikilta näiltä saroilta ja VTT tarjoaakin vahvan osaamisen sekä elektroniikan valmistuksesta, että uusista ympäristöystävällisistä materiaaleista. Business Finlandin rahoittamassa ECOtronics-hankkeessa tätä osaamista on yhdistetty elektroniikan ympäristökuorman arvioimiseksi, kestävien ratkaisujen kehittämiseksi ja niiden toteutuskelpoisuuden selvittämiseksi.
”Elektroniikan ympäristövaikutukset aiheutuvat muun muassa käytetyistä raaka-aineista ja valmistustekniikoista sekä tuotteiden käytöstä, kierrätyksestä ja jälkikäsittelystä. Ympäristökuormaa on tarkasteltava tapauskohtaisesti tuotteen koko elinkaaren ajalta, jotta sitä voidaan lähteä pienentämään oikeaa reittiä”, sanoo ECOtronics-hankkeen vetäjä Liisa Hakola VTT:ltä.
Ratkaisuja testattu demoprojekteissa
VTT ja yliopistokumppanit ovat testanneet uusien kestävien ratkaisujen toteutuskelpoisuutta demoprojektien avulla. Yhden demon aiheena oli biopohjaiselle muoville painettu älyetiketti, joka saa virran aurinkokennolla ladattavasta superkondensaattorista, jopa sisätiloissa. Etiketti voidaan lisätä osaksi tuotepakkausta, ja sen avulla voidaan seurata esimerkiksi elintarvikkeiden ja lääkkeiden tai muiden lämpöherkkien tuotteiden kuljetusolosuhteita. Ratkaisu soveltuu myös erilaisten tilojen monitorointiin ja mm. kosteuden, paineen tai tuotteisiin kohdistuneiden iskujen seuraamiseen. Toinen demoprojekti koski piirikorttiin liitettyä biohajoavaa antennia, joka soveltuu mm. mittaustietojen langattomaan tiedonsiirtoon.
Biomateriaalien etuna on myös se, että niiden ominaisuuksia voidaan muokata monin tavoin. Tämä mahdollistaa täysin uusia sovelluskohteita. ”Esimerkiksi älyetiketti on kevyt, ohut ja joustava. Se soveltuu muun muassa puettavaan elektroniikkaan, johon perinteiset painavat, paksut ja jäykät piirikortit eivät sovi. Jatkamme näiden mahdollisuuksien selvittämistä”, sanoo tutkimustiimin vetäjä Maria Smolander VTT:ltä.
Kestävää elektroniikkaa yritysten tarpeisiin
VTT auttaa elektroniikkateollisuuden yrityksiä löytämään uusia kestävän elektroniikan ratkaisuja. ECOtronics-hankkeeseen osallistui kahdeksan kestävästä elektroniikasta kiinnostunutta yritystä. Esimerkiksi pakkausalalla toimiva Iscent sai apua materiaalivalintoihin ja -testaukseen, ja terveysteknologiaa kehittävä GE Healthcare ekosuunnitteluun sekä ympäristövaikutusten arviointiin.
”Halusimme selvittää ja testata uusia biopohjaisia materiaaleja, ja löysimme uusia vaihtoehtoja, joista yksi sopi täydellisesti asiakkaallemme. Tämä auttoi meitä saamaan merkittävän sopimuksen”, kertoo Raimo Korhonen, Partner and project manager, Iscent Oy:stä.
GE Healthcare halusi selvittää kehittämänsä uuden pulssioksimetrin eli potilaan sormeen laitettavan johdottoman mittarin ympäristövaikutuksia.
”Vertasimme tuotekonseptimme ympäristökuormitusta markkinoilla oleviin vaihtoehtoihin ja selvitimme mahdollisia hyötyjä ja ongelmakohtia ympäristövaikutusten kannalta. Ympäristökuormituksen merkittävyyttä arvioitiin myös vertaamalla sitä arjesta tuttuihin esimerkkeihin, kuten litraan maitoa. Tässä vertailussa tutkittava tuotekonsepti suoriutui erinomaisesti”, sanoo Juha Virtanen, Hardware Project Leader, GE Healthcare.
ECOtronics-hankkeeseen osallistuivat Iscentin ja GE Healthcaren lisäksi suomalaisyritykset New Cable Corporation, Paptic, Green Company Effect, Stora Enso, Vaisala ja Confidex. Tutkimuskumppaneina toimivat VTT:n ohella Tampereen yliopisto, LUT-yliopisto sekä LAB-ammattikorkeakoulu.
