> FocusUnimore > numero 61 – settembre 2025
Flexible and Sustainable Electronics at FIM thanks to an innovative technology and a new Research Laboratory
At the Department of Physics, Informatics and Mathematics (FIM) of Unimore, the FUELab – Flexible & Unconventional Electronics Lab is being established, dedicated to flexible and sustainable electronics. Directed by Dr Giuseppe Cantarella, the laboratory will develop innovative devices for smart textiles, biomedical applications, agriculture, and the automotive sector. Funded by the ORACLE project (€1.3 million), the group will focus on materials, electronic waste recycling, and reducing e-waste. The opening is scheduled for spring 2026, with the goal of combining technology and sustainability.
Negli ultimi decenni, il mondo dell’elettronica è cresciuto rapidamente, partendo dalla scoperta del primo transistor nei Bell Labs (1947) fino all’invenzione dei microprocessori (anni ’70), dei personal computer (IBM nel 1981) e di Internet (1991).
Oggi, i componenti elettronici sono elementi chiave in vari settori della nostra vita quotidiana, dai trasporti alla sicurezza, dall’intrattenimento alla raccolta di energia, così come in settori rivoluzionari quali i tessuti intelligenti e i dispositivi indossabili. A questo proposito I circuiti integrati (IC) stanno diventando sempre più complessi e potenti, grazie alla riduzione delle dimensioni dei transistor da scala micrometrica (anni ’70-’90) a 2 nm e oltre (prevista nel 2025-30).
Parallelamente a ciò, l’evoluzione di metodi di fabbricazione, la scoperta di tecnologie innovative nel campo dei semiconduttori e la richiesta di nuove funzionalità, ha aperto le porte ad una nuova tipologia di componentistica elettronica.
Di questo si occuperà il nuovo FUELab: Flexible & Unconventional Electronics Lab presso il Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche (FIM), diretto dal Dr. Giuseppe Cantarella.
“Per quanto l’elettronica commerciale basata sul Silicio sia la chiave di accesso all’era digitale che stiamo vivendo – osserva il Dr. Cantarella – alcune applicazioni e settori industriali necessitano di dispositivi elettronici con nuove funzionalità”.
Tre le tematiche principali di ricerca del Laboratorio prima fra tutte la realizzazione di elettronica flessibile, capace di sostenere stress meccanici, come la piegatura o l’allungamento.
“Poter realizzare sensori e transistori flessibili – prosegue il Dr. Cantarella – significa ampliare lo spettro delle applicazioni possibili, muovendosi verso tessuti indossabili e intelligenti, capaci di monitorare il nostro stile di vita, oppure muoversi verso sistemi biomedicali impiantabili, come microrobot capaci di navigare all’interno del corpo umano per trasmettere parametri vitali al mondo esterno”.
Dispositivi meccanicamente flessibili per Wearables e Microrobot Intelligenti realizzati presso il FUELab.
La capacità di lavorare con un’ampia varietà di materiali permetterà la realizzazione di elettronica trasparente ed impercettibile, con applicazioni nell’agricoltura 4.0, nell’automotive e nel campo biomedicale, come patch/cerotti intelligenti per applicazione su pelle.
Sensori e Circuiti Trasparenti per Agricoltura Intelligenti e Biomedicina.
“Un’altra tematica principale del nostro laboratorio – aggiunge il Dr. Cantarella – è legata al problema globale dei rifiuti elettronici (e-waste)”.
La quantità di rifiuti elettronici generati nel 2022 è stata di circa 62 miliardi di kg (corrispondenti a 7,8 kg pro capite) e si prevede che questo numero crescerà fino a 74 miliardi di kg entro il 2030.
Per questo motivo, un altro argomento cardine del gruppo sarà l’elettronica green e sostenibile, ad impatto ambientale nullo.
Questa iniziativa nasce dal progetto ORACLE, finanziato dal Fondo Italiano per la Scienza (FIS), per un importo da 1.3 milioni di euro. I fondi serviranno alla realizzazione del nuovo laboratorio e alla creazione di un nuovo gruppo di ricerca multidisciplinare.
L’obiettivo sarà quello di analizzare l’intera filiera tecnologica, dalla scelta dei materiali fino al circuito finito. Saranno sviluppati diversi metodi per il riutilizzo degli scarti elettronici, e questo permetterà di abbattere l’impatto ambientale dei dispositivi utilizzati.
Il team di ricerca diretto dal Dr. Cantarella sarà composto da ricercatrici e ricercatori con diversi background: dalla Fisica Sperimentale e l’Ingegneria fino alla Scienza dei Materiali e alla Chimica. Nel nuovo laboratorio, studenti, dottoranti e Post-Doc si occuperanno di una tematica di ricerca estremamente innovativa, e avranno la possibilità di lavorare con macchinari e apparecchiature allo stato dell’arte.
“Crediamo profondamente – conclude il Dr. Cantarella – che l’innovazione debba andare di pari passo con la sostenibilità, e che non può esistere una scoperta scientifica che non tenga conto dell’impatto che essa stessa potrà generare sulle future generazioni”.
L’apertura del nuovo laboratorio FUELab è prevista per la primavera 2026.