نهدف في هذه السلسلة من المقالات إلى تحديد اختصاصات الإلكترونيات المطبوعة والطباعة الوظيفية والطباعة الصناعية، بالإضافة إلى تحديد أماكن تداخلها مع الأسواق الحالية وأين تكمن الفرص الجديدة.
عندما تذكر “الإلكترونيات المطبوعة”، عادةً ما يولد الموضوع إيماءة اعتراف وفهم، على الرغم من أن الارتباك لا يزال يحيط بنطاقه وتطبيقاته.
تعرف ويكيبيديا الإلكترونيات المطبوعة بأنها “مجموعة من طرق الطباعة المستخدمة لإنشاء أجهزة كهربائية على ركائز مختلفة. يتم ترسيب أحبار إلكترونية أو ضوئية وظيفية كهربائية أو ضوئية على الركيزة، مما يخلق أجهزة نشطة أو سلبية، مثل الترانزستورات أو المقاومات ذات الأغشية الرقيقة. ومن المتوقع أن تسهّل الإلكترونيات المطبوعة انتشار الإلكترونيات منخفضة التكلفة ومنخفضة الأداء لتطبيقات مثل شاشات العرض المرنة والملصقات الذكية والملصقات الزخرفية والمتحركة والملابس النشطة التي لا تتطلب أداءً عاليًا.”
أياً كان تعريفك للإلكترونيات المطبوعة، هناك شيء واحد مؤكد: إنها صناعة سريعة النمو.
وتتوقع شركة IDTechEx، وهي مجموعة أبحاث واستشارات وأحداث السوق ومقرها المملكة المتحدة، أن ينمو إجمالي أعمال الإلكترونيات المطبوعة والمرنة والعضوية من 16.04 مليار دولار في عام 2013 إلى 76.79 مليار دولار بحلول عام 2023.
وتتمثل غالبية هذه الأعمال في شاشات OLED المستخدمة بشكل رئيسي في شكل شاشات مضيئة للهواتف الذكية، بالإضافة إلى الأحبار الموصلة المستخدمة في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل “أشرطة الناقل” الكهروضوئية وحواف الشاشات التي تعمل باللمس والهوائيات. وهناك العديد من التقنيات والمكونات الناشئة الأخرى، بدءاً من الإلكترونيات القابلة للمط مثل تلك المستخدمة في الملابس الرياضية، بالإضافة إلى الذاكرة والترانزستورات الرقيقة إلى أجهزة الاستشعار المطبوعة والمرنة مثل تلك المستخدمة في التكنولوجيا الحيوية.
يشرح راغو داس، الرئيس التنفيذي لشركة IDTechEx، أن الإلكترونيات المطبوعة مصطلح واسع يشمل العديد من التقنيات في حالات مختلفة من النضج: “يغطي الموضوع الإلكترونيات المطبوعة والمرنة والعضوية، والتي قد تستخدم أو لا تستخدم مع المكونات الإلكترونية التقليدية. بعض الأجهزة كانت قيد التطوير منذ أكثر من عشرين عاماً، والبعض الآخر في طور الظهور الآن. وحتى الآن، أتاحت الإلكترونيات المطبوعة والعضوية والمرنة أربعة قطاعات في السوق بقيمة مليار دولار – شاشات OLED، وأجهزة استشعار الجلوكوز، وأجهزة القراءة الإلكترونية، والحبر الموصّل للألواح الكهروضوئية.”
وفي معرض شرحه للتطبيقات الفعلية التي يمكن استخدام الإلكترونيات المطبوعة في إنتاجها بالإضافة إلى شاشات العرض، يشير داس إلى شرائط اختبار الجلوكوز والألواح الشمسية باعتبارها بعض التطبيقات الأكثر شعبية ونجاحاً. وبشكل عام، فإن السلع الاستهلاكية والرعاية الصحية والتنقل والإلكترونيات ووسائل الإعلام والإعلان هي بعض المجالات التي يمكن أن تستفيد من الإلكترونيات المطبوعة، مما يخلق فرصًا للشركات التي لديها بالفعل التقنيات اللازمة لإنتاج الإلكترونيات المطبوعة. “تتمتع الشركات العاملة في قطاعات السلع الأساسية بفرصة استخدام الإلكترونيات المطبوعة لتقديم منتجات عالية القيمة مثل الألعاب التفاعلية والتغليف المتحرك. تتعدد فوائد الإلكترونيات المطبوعة – بدءًا من انخفاض التكلفة وتحسين الأداء والمرونة والشفافية وقابلية التمدد وصولاً إلى الموثوقية وتحسين المؤهلات البيئية.”
يمكن رؤية مثال رائع على تطبيق الإلكترونيات المطبوعة في مجال العلامات التجارية في بعض العبوات غير العادية التي تم إنشاؤها لمشروب Bacardi الفاخر Bombay Sapphire gin من Bacardi. استخدمت شركة Karl Knauer KG، وهي شركة ألمانية متخصصة في تطوير العبوات المبتكرة، تقنيتها الخاصة “HiLight – إلكترونيات مطبوعة” لإنشاء صندوق قابل للطي مع أسطح مطبوعة وفعالة مضيئة لـ Bombay Sapphire. تعمل الآلية على تنشيط حركة ضوئية على الجانب الأمامي من العبوة بمجرد التقاطها، ويتم عرض تسلسل ضوئي من خمس مراحل للمشتري المحتمل. تظهر أولاً صورة الزجاجة ثم عناصر التصميم المضيئة الدقيقة. تستغرق الدورة ما مجموعه ثماني عشرة ثانية. ثم تتوقف، وتبدأ مرة أخرى عند تحريك العبوة.
يُظهر هذا المثال كيف يمكن للإلكترونيات المطبوعة أن تضع معايير جديدة للتغليف وللترويج للعلامة التجارية في نقاط البيع، مما يؤثر إيجابًا على فرص التسويق والمبيعات. من المرجح أن ينجذب المستخدمون النهائيون إلى العلب المضيئة أكثر من العلب التقليدية على الرفوف؛ بالإضافة إلى ذلك، يمكن تعزيز العلامة التجارية من خلال الارتباط بتجربة تفاعلية لا تنسى.
ومن التطبيقات الأخرى المثيرة للاهتمام للإلكترونيات المطبوعة بطاقة تعريف الترددات الراديوية (RFID)، والتي تُستخدم لتخزين المعلومات ونقلها لاسلكياً عبر المجالات الكهرومغناطيسية. يمكن أن تساعد هذه “العلامات الذكية” في التحقق من أصالة المنتج ضد المزورين أو اكتشاف ما إذا كان الطعام يبقى بارداً طوال رحلته من رحلة المأكولات البحرية من القارب إلى بائع السمك. بل ويمكنها أيضاً أن تربط المشترين المحتملين بخلفية المنتج. على سبيل المثال، يمكن لزجاجة نبيذ أن تعرّف عشاق النبيذ افتراضيًا بالمنطقة ومزارع الكروم وحتى المزارعين الذين صنعوا النبيذ من خلال ربط البيانات المخزنة على الملصق بجهاز المشتري المحمول. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن بعض الأحبار الموصلة للكهرباء يمكن طباعتها على الملابس لصنع “أقمشة ذكية” مثل الملابس الرياضية التي تتعقب معدل ضربات قلب العداء.
ويلخص داس قائلاً: “إن فرص الأعمال التي تتيحها الإلكترونيات المطبوعة هائلة”. “ومع ذلك، ينبغي تشجيع واتباع نهج أكثر تكاملاً للأنظمة. هناك العديد من الشركات القادرة على طباعة شاشات العرض والبطاريات والترانزستورات، ولكن هناك عدد قليل من الشركات القادرة على الاستفادة من هذه العناصر ودمجها في حل متكامل يهدف إلى إنشاء وتسويق منتجات جديدة لتوليد تدفقات جديدة من الإيرادات”.
في المقالة الأخيرة في هذه السلسلة سندرس في هذه السلسلة التقنيات المستخدمة في الطباعة الوظيفية والإلكترونيات المطبوعة بمزيد من التعمق، بالإضافة إلى الإشارة إلى التطورات التكنولوجية التي تستحق المتابعة في المستقبل.