GenesInkは、2018年1月より、欧州連合（EU）の研究・イノベーションプログラム「ホライズン2020」の助成契約番号761000に基づき資金提供を受けているGREENSENSEプロジェクトの一環です。 GREENSENSEプロジェクトの目的は、乱用薬物（DoA）を検出するための多パラメータ型ハイブリッド印刷バイオセンシング・プラットフォームに最終的に統合される、ナノセルロース（NC）ベースのプリンテッドエレクトロニクスを開発することです。NCベースの材料（基板やインクなど）は、プリンテッドエレクトロニクスの分野において、紙に比べて優れた印刷性と性能を発揮します。 さらに、NCはポリマーと比較して、技術的および環境的な利点（高い機能化度およびリサイクル可能性）があることで知られています。本プロジェクトは、バイオメディカル産業における有望なイノベーションの源泉となります。プロジェクト期間は4年間で、総予算は8 M€です。
1. プロジェクトの目標
プリンテッドエレクトロニクス（PE）は、世界で最も急速に成長している技術の一つです。PEは、消費財、モノのインターネット（IoT）、ヘルスケア、航空宇宙、エレクトロニクス、メディア、輸送など、さまざまな応用分野で注目されています。紙やプラスチックは、将来のフレキシブル電子デバイスの開発において重要な基板と見なされています。 ポリマー基板とは異なり、紙やセルロースをベースとしたエレクトロニクスはコスト効率に優れ、リサイクルも可能であり、「電子廃棄物」による環境負荷の低減に大きな効果をもたらすと期待されています。しかし、残念ながら、従来の紙の表面特性（多孔性や表面粗さ）は、プリンテッドエレクトロニクスには適していません。従来の紙で生じるこれらの課題を克服するため、機械的強度、透明性、低多孔性、滑らかな表面粗さを備えたNC（ナノ複合）フィルムが、有望な代替材料として注目されています。
したがって、GREENSENSEプロジェクトは、薬物（DoA：Drug-of-Abuse）の定量分析のための、持続可能で、ワイヤレスかつ自律型のNC（ナノセルロース）ベースのバイオセンシングプラットフォームの開発を目指しています。ナノセルロースを活用することで、さまざまなプリント電子部品（近距離無線通信（NFC）アンテナ、エネルギー貯蔵（E. storage）デバイス、ディスプレイ）を、新たに開発されたプリントバイオセンサーおよびマイクロチップと統合します。そして、ナノセルロースは以下の用途に活用されます：
- プリントエレクトロニクスの基板として、
- 最終的なデバイスの封入については、
- また、機能性インクの配合における有効成分としても用いられます。
必要に応じて、ナノセルロースの表面処理を行い、印刷適性や機能性インクとの相性を向上させる。
2. 見通し
GREENSENSEプロジェクトの一環として、薬物乱用分析のための、ナノセルロースを基盤とした持続可能なバイオセンシングプラットフォームが開発される。このプラットフォームは、アンテナ、ディスプレイ、スーパーキャパシタ、バッテリーといった高付加価値のプリント電子部品と、専用シリコンマイクロチップを搭載したバイオセンサーを統合したものである。
高スループットかつ高精度なスクリーン印刷およびインクジェット印刷技術を用いて、部品を大規模に製造します。最終的に完成する柔軟でリサイクル可能なバイオセンシング・プラットフォームは、超低消費電力で量産が可能となるため、費用対効果が高く、持続可能かつ環境に優しいものとなります。
3. コンソーシアム
このプロジェクトは2018年1月1日に開始されました。13のパートナー機関が協力し、持続可能なNCベースのバイオセンシングプラットフォームの開発というプロジェクト目標の達成に向けて取り組んでいます。
- Leitat：産業イノベーションプロセスに関する専門技術機関。GREENSENSEはLeitatが統括しており、同社はNCの機能化およびNCをベースとしたインクの配合開発にも参画している。
- AIT（オーストリア技術研究所）は、バイオセンシング・プラットフォームに組み込まれる予定のプリント型バイオセンサーの開発に参加している。
- セルロースナノ結晶の抽出技術に精通するMelodea社は、パイロット規模での結晶性ナノセルロース（CNC）およびCNCベースのフィルムの製造と機能化に携わっている。
- RISE Acreo ABは、革新的かつ付加価値の高いICTソリューションを提供する企業です。Acreoは、インクの開発、印刷プロセスの最適化、エレクトロクロミックディスプレイの開発に携わるとともに、印刷とピック＆プレースを組み合わせたハイブリッド化技術を用いて、GREENSENSEバイオセンシングプラットフォームの製造を担当しています。
- 半導体メーカーのインフィニオンは、マイクロチップの開発に携わっている。
- 高品質な診断用試薬およびキットの製造・供給を行うアトラス・メディカルは、体外診断用医療機器に関する知見と、バイオセンシング・プラットフォームの最終検証を通じて本プロジェクトに参加しています。
- GenesInkは、導電性および半導電性のナノインクを製造・供給する企業です。GenesInkは、GREENSENSEプロジェクトの一環として、NCをベースとしたAg導電性ナノインクの開発を進めています。
- モバイル通信向け新製品の研究開発をリードするIMSTは、プリント型NFCシステムの開発およびスマートフォンとの通信機能の実現に参画している。
- イノベーションマネジメントや基幹基盤技術（KETs）などの分野でサービスを提供する、先見性があり、知識を基盤とする企業。
- Prelonic Technologies社は、2007年より、電池、ディスプレイ、ロジックなどからなるプリンテッドエレクトロニクス素子の開発を行ってきました。同社は今後、Zn/MnO2一次電池やスーパーキャパシタといったプリンテッドエネルギー貯蔵システムの開発を進める予定です。
- 材料科学・研究機関であるEMPAは、GREENSENSEの枠組みにおいて、持続可能性評価に取り組んでいる。
- スウェーデン研究機関RISE（RISE Research Institute of Sweden）の一部門であるRISE Bioeconomy（INNVENTIA AB）は、パイロット規模でのセルロースナノファイバー（CNF）およびCNFベースのフィルムの製造と機能化に取り組んでいます。
- Coatemaは、高品質なコーティング、ラミネート、印刷プラントのエンジニアリングの専門企業です。Coatemaは、R2Rパイロットラインを用いたNCベースの基材の開発に携わっています。
[1]V. Beni ほか，『ECS Journal of Solid State Science and Technology』，4 (10) S3001-S3005；2015年
