I somras fick Li-Rong Zheng glädjebeskedet. Då slogs det fast att Vinnex iPack Center på KTH i Kista är en av femton nya forskningsmiljöer som Sverige ska satsa extra på under de närmaste tio åren.

Vinnova står bakom satsningen, liksom de två forskningsinstituten STFI och YKI samt drygt tjugo svenska företag. Under de två första åren ska centret få sju miljoner kronor vardera från Vinnova, KTH och industrin. Därefter ska samma summa skjutas till varje år, vilket gör att satsningen är uppe i 210 miljoner kronor då den avslutas år 2016.

KTH är spindeln i nätet Vinnex iPack Center är det fullständiga namnet på en av femton nya forskningsmiljöer som Vinnova valt att satsa på. Centret koordinerar sex forskargrupper på KTH och samverkar med forskningsinstituten STFI-Packforsk och Ytkemiska Institutet (YKI). Till detta hör att ett stort antal företag inom i huvudsak tre olika industrigrenar - skog, elektronik och biomedicin - har engagerat sig i forskningen. Några exempel på företag är Stora Enso, Korsnäs, Note, Catena, RFIG, Cypak och Frame Access.

- Den svenska industrin är oerhört intresserad av denna forskning. Hittills har industrin satsat 7 till 9 miljoner under de första två åren, men det kan bli dubbelt upp, säger Li-Rong Zheng, som leder det nya kompetenscentret.

Tanken med det nybildade centret är att dra nytta av de tre viktiga svenska industrigrenarna, skog, elektronik och biomedicin. Och att skapa forskningsresultat som går att tillverka.

- Tittar man på elektronik i papper så är vi mycket starka i Norden. Likaså har vi en stark skogs- och medicinindustri. Forskningen vi bedriver här på centret kan inte göras internt i ett företag, utan måste ske i ett samarbete eftersom den kräver kompetens från olika industrigrenar, förklarar Li-Rong Zheng.

Han håller upp en läkemedelsförpackning med en tryckt antenn, rfid och en liten sensor på gaveln. Visserligen är det en atrapp, men den åskådliggör ändå framtiden väl.

- Genom att integrera sensorer och batterier i förpackningen kan man se till att den inte kan öppnas av vem som helst. Det blir ett barnlås. Tekniken kan också användas för att bekräfta att förpackningen innehåller laglig medicin, säger Li-Rong Zheng.

Tydligen är cirka 10 procent av alla läkemedel som säljs i världen idag förfalskningar. Uppskattningen kommer från amerikansk FDA (Food and Drug Administration), som menar att falska läkemedel omsätter 32 miljarder dollar bara i USA. Kopiorna är så skickligt gjorda att det är ytterst svårt att avslöja om en förpackning, med innehåll, är tillverkad av någon annan än vad som anges på utsidan. Ett växande problem är också att gammal medicin packas om i nya förpackningar.

Kan man istället baka in antenner, sensorer, små chips med inbyggda batterier alternativt tryckta batterier i förpackningen går det enkelt att identifiera varje enskild produkt.

- Dagens streckkod ger redan viss information, men för att läsa av den får man inte vara mer än 10-30 cm ifrån. Inför man batterier kan man skapa nätverk i apotek som kan identifiera förpackningarna på 5 till 20 meters avstånd. Metoden gör att man hel tiden har kontroll över var läkemedlet finns samt kvaliteten. Det skulle effektivt minska svinnet och öka säkerheten.

På samma sätt kan en person i framtiden kontrollera den egna medicinen genom att låta mobilen läsa informationen i förpackningen med till exempel närfältsteknik (NFC, near field communication).

Genom att bygga in enkla sensorer i förpackningar kan även funktioner som temperaturmätning och touchfunktioner realiseras. Att integrera in biokemiska sensorer är en större utmaning eftersom kvaliteten måste vara högre.

- Fast de är perfekta att trycka i papper och kommer att skapa många nya intressanta tillämpningar, säger Li-Rong Zheng.

En biokemisk sensor påminner om en bäck som kraftigt slingrar sig fram och tillbaka. Genom att mäta hur resistansen, kapacitansen och resonansfrekvensen i ledningen ändar sig går det exempelvis att få en indikation på om närmiljön är fylld med bakterier eller på annat sätt oren.

Ett annat centralt forskningsområde för iPack är trådlösa kroppsnära nätverk för hälsovård (wireless body area network for healthcare). En idé är plåster som görs smarta med hjälp av inbyggt batteri och trådlös kommunikation med extremt låg effekt, runt 100 µW. I plåstret lagras en liten mängd läkemedel. På insidan av plåstret finns en ytterst fin nålbädd som inte känns för patienten men som kan injicera medicin vid behov.

- Det gör att man kan övervaka att en person är okay och även erbjuda jämnare medicinering. Plåstret kan mäta ett ämne och vid behov pumpa ut en önskad dos.

För detta krävs att plåstret kan kommunicera med en centralenhet, som kanske sitter på patientens skärp. Två frekvensområden kommer att specialstuderas för kommunikation, dels 900 MHz, dels 3,1 till 10,7 GHz.

I centrets tidplan finns fyra prototypgenerationer inplanerade. Den första är daterad 2008, därefter ska en ny generation dyka upp vartannat år. I stort ska de innehålla batteri, sensor med gränssnitt, rfid och antenn. Mer detaljer är tiden inte mogen för.

- Vi tittar också på att använda en ny sorts tryckteknik. För oss är det viktigt att forskningsresultaten går att tillverka och bläckstråleskrivare kanske inte ger tillräckligt bra kvalitet i massproduktion av vissa tillämpningar, säger Li-Rong Zheng.

Här kommer hans lek med ord in. När halvledarindustrin jagar "more Moore" menar Li-Rong Zheng att hans grupp vill skapa "more than Moore".

- Sverige står inför stora utmaningar inom mikroelektronik i framtiden. När processgeometrierna går under 45 nm kommer allt färre företag att tillverkar halvledare i världen.

I Sverige ser han istället att vi kan bli framgångsrika genom att ta tillvara våra redan starka industrigrenar och dra nytta av gammal elektronik för att på så sätt skapa innovativa löningar genom systemintegration a la "more than Moore".

- Dessutom tänker vi oss att flera svenska små företag ska kunna dra direkt nytta av våra forskningsresultat, säger Li-Rong Zheng.

Cypak, som gör smarta förpackningar baserad på rfid, Frame Access, som utvecklar övervakningssystem inomhälsovåden, samt Myfc, som utvecklar en mikrobränslecell för mobiltelefoner och sensorer, är alla exempel på små svenska företag med innovativa tekniker som kan dra nytta av iPacks forskning.