Pulpa-
tronics

Chloe So & Barna Soma Biro

PulpaTronics ontwikkelt volledig hernieuwbare, papieren RFID-tags ter vervanging van metalen antennes die meestal verstopt zitten in prijskaartjes, hotelsleutelkaarten en verpakkingslabels. Lasertechnologie zet de koolstof in papier om in een geleidend materiaal, dat na gebruik met normaal papierafval gerecycled kan worden. Dit vermindert de CO2-voetafdruk met 60%.

RFID-technologie is overal, maar voor consumenten grotendeels onzichtbaar. Wereldwijd produceren bedrijven jaarlijks 18 miljard RFID-tags voor eenmalig gebruik. Dat aantal verdubbelt elke twee tot drie jaar en daarmee is het de snelst groeiende afvalstroom in Europa. Voor traditionele ‘slimme’ labels gebruiken fabrikanten metalen, waarvoor mijnbouw en vervuilende industriële processen nodig zijn. Na een korte levensduur eindigen ze op de afvalberg.

Oprichters Chloe en Soma lanceerden twee jaar geleden hun Londense bedrijf. We spreken met ze over kunst en wetenschap, hun ambitie om meer te doen met minder materialen, en hun reis van laboratoriumexperimenten naar pilotprojecten met grote Britse retailers.

Tekst: Lonneke CraemersFotografie: Blickfänger & Pulpatronics

Hi Chloe en Soma, gefeliciteerd met jullie plek op het Secrid Talent Podium! Laten we beginnen bij het begin van jullie reis. Waar zijn jullie opgegroeid?

Soma: Ik kom uit Boedapest in Hongarije. Mijn ouders zijn artsen, net als mijn oudere broer, en mijn vader is net als ik ook zijn eigen bedrijf begonnen. Ik denk dat dat allemaal inspirerend voor me is geweest. Ik ben ook erg geïnteresseerd in de wetenschap en run nu mijn eigen bedrijf.

Als kind hield ik al van de natuur. Dieren en planten fascineerden me. Ik hield ook van beeldende kunst, dingen met de hand maken en knutselen. Maar uiteindelijk koos ik ervoor om biologie te studeren.

Chloe: Tot mijn 13e woonde ik in Hong Kong. Daarna verhuisden we naar de VS. Ik was het middelste kind. Mijn oudere zus was mijn rolmodel. Met haar kon ik het ondeugende, gekke jongere zusje zijn. Tegelijkertijd was ik de oudere zus van mijn broertje. Ik was dus zowel een beetje gek als een voorbeeld.

Mijn ouders zijn werkende professionals die creativiteit waarderen. Mijn vader houdt van stedenbouw en glasblazen en mijn moeder van muziek en Chinese schilderkunst. Als kind heb ik, net als haar en Soma, veel geschilderd en geschetst.

Hoe heeft jullie passie voor kunst en wetenschap jullie bij elkaar gebracht in design?

Chloe: Ik wilde iets tastbaars doen voor de gemeenschap en ergens mijn stempel op drukken. Beeldende kunst doet dat, maar ik was meer geïnteresseerd in consumentenproducten maken die een positieve impact hebben op de maatschappij.

Ik herinner me nog dat ik op de middelbare school een 2D-schilderij van hoge hakken van Wayne Thiebaud omvormde tot een 3D-kunstwerk van een hele hoge hak. Toen realiseerde ik me: “Oh wow, ik gebruik wiskundige vaardigheden om dit tot leven te brengen.” Ik besloot techniek te studeren met een industriële productlens, en later verdiepte ik me in consumentenpsychologie en designesthetiek. Zo kwam ik in de designwereld terecht.

Soma: Tijdens mijn academisch studie voelde ik een kloof tussen ontdekkingen en de implementatie daarvan in de echte wereld. De resultaten gingen altijd over het verzamelen van theoretische kennis om de wereld te begrijpen. Ik miste de manifestatie daarvan en hoe je impactvolle dingen kunt bouwen.

Daarom deed ik mee aan de duale masteropleiding Innovation Design Engineering, waar ik Chloe voor het eerst ontmoette. Dat is een interdisciplinaire opleiding van het Imperial College London en Royal College of Art. Mensen met verschillende achtergronden komen daar samen om praktische uitdagingen op te lossen. Dat is waar PulpaTronics begon.

We willen het gebruik van grondstoffen verminderen, niet vergroten.

Jullie wilden wetenschappelijke ontdekkingen in de echte wereld manifesteren. Wat gaf de aanzet tot het ontstaan van PulpaTronics?

Soma: Vanaf dag één waren we allebei vastbesloten om onze planeet centraal te stellen. We willen het gebruik van natuurlijke grondstoffen verminderen in plaats van meer te winnen voor producten. We willen dat al onze ontwerpen zo duurzaam mogelijk zijn – of zelfs circulairder dan andere alternatieven.

Hoe verder we erin doken, hoe meer we ons beseften: “Dit idee is krachtig en impactvol genoeg om de markt op te gaan.”

Onze reis begon met nieuwsgierigheid. We lazen veel onderzoeksrapporten en ontdekten dat elektronisch afval wereldwijd een groot en groeiend probleem is. En ik las ook over een lasertechnologie waarmee je van gewoon papier geleidend materiaal en elektrische circuits kunt maken, zonder toevoegingen.

Chloe: In ons ontwerpproces zijn we ons toen gaan richten op die e-wasteproblematiek. We ontdekten dat het vervangen van metalen antennes in traditionele RFID-tags de perfecte toepassing is voor die lasertechnologie. Het gebruik van RFID-technologie is grootschalig en neemt alleen maar toe. Het feit dat die producten vaak maar één keer worden gebruikt, is zowel opmerkelijk als verontrustend.

Kun je uitleggen wat een RFID-tag is?

Chloe: Hoewel de meeste mensen het niet beseffen, vind je slimme identificatie overal om ons heen. Een RFID-tag is een klein apparaatje dat bedrijven helpt om producten te traceren, bijvoorbeeld voor voorraadbeheer of het traceren van pakketen. Als je iets koopt en het in die magische scanbakken bij de kassa legt, is dat RFID-technologie in actie.

Soma: De technologie wordt op grote schaal toegepast in handel, transport en logistiek. In de detailhandel zijn RFID-tags verwerkt in kledingprijskaartjes voor winkelbeheer, diefstalpreventie en zelfscanners. Andere voorbeelden zijn creditcards, vervoersbewijzen, hotelsleutelkaarten en festivalpolsbandjes.

Jullie streven naar wereldwijde vermindering van elektronisch afval. Wat zijn de belangrijkste problemen met RFID-tags?

Soma: Er is een groeiende vraag naar oplossingen voor producttraceerbaarheid en slim voorraadbeheer, maar dit genereert enorme bergen e-waste. Jaarlijks worden er wereldwijd 18 miljard RFID-tags geproduceerd en die productie verdubbelt elke twee tot drie jaar.

Chloe: Het probleem is de levenscyclus. Bij traditionele RFID-tags klemmen ze metalen antennes tussen twee lagen en dat wordt bevestigd aan een product. Dat vereist mijnbouw, chemisch etsen met schadelijke stoffen, complexe productieprocessen en wereldwijde verzending.

Je haalt metalen met een hoge ecologische voetafdruk uit onze planeet om ze na een korte levensduur als vervuilend restafval af te danken. Na aankoop knip je het label eraf en gooi je het weg, zonder te weten dat het er zat. Het is een label met een hoge functionaliteit voor bedrijfsefficiëntie, maar de levensduur is ontzettend kort. Dat slaat nergens op.

Waarom is jullie lasertechnologie zo revolutionair?

Soma: Elke RFID-tag bevat twee hoofdonderdelen: een microchip en een antenne. De microchip slaat unieke informatie van een product op. De antenne is een elektronisch circuit dat door radiogolven wordt gevoed.

Wanneer een RFID-lezer – een scanner – een sterk radiosignaal uitzendt, vangt de antenne dat op en zet het om in een klein beetje stroom. Daarmee wordt de microchip net lang genoeg geactiveerd om een bericht terug te sturen naar de lezer, bijvoorbeeld: “Ik ben een rood T-shirt, maat small.”

Chloe: In plaats van een metalen antenne, gebruiken wij onze volledig papieren RFID-tags. Geen mijnbouw, chemisch etsen, of complexe toeleveringsketens. Onze oplossing vermindert de CO2-uitstoot met 60% en de tags kunnen via gewone papierstromen worden gerecycled.

We vereenvoudigen onnodig ingewikkelde technologie vanuit een natuurperspectief.

Hoe maak je een papieren antenne met een laser?

Soma: Het is een combinatie van technologieën. De magie vindt plaats op moleculair niveau . Eerst ontwikkelen we een substraatmateriaal, dus een basismateriaal, meestal papier. Papier bevat van nature koolstof omdat het van plantenvezels is gemaakt.

Met specifieke laserinstellingen starten we een chemische reactie in het papier. We veranderen de koolstof in het papier in een geleidend materiaal, zoals grafeen of grafiet. De vorm van dit elektronische patroon of circuit fungeert vervolgens als een antenne.

Chloe: Het is vergelijkbaar met tekenen met een potlood op papier, maar er wordt niets toegevoegd. We gebruiken zelfs geen inkt of traditionele printtechnieken. We laseren of lasergraveren een elektronisch circuit op papier. En onze technologie werkt ook op andere koolstofrijke materialen zoals hout, kurk, katoen, en zelfs bioplastics.

Wat is jullie productieproces en waar staan jullie momenteel?

Soma: We maken het papier zelf om controle te houden over de chemische samenstelling en microstructuur. We werken met nieuwe materialen, maar het is volledig recyclebaar. Als we weten wat er in papierafval zit, zouden we ook met een gecontroleerde recyclingstroom kunnen werken.

Inmiddels hebben we de eerste prototypes van onze RFID-tags gemaakt. Dit is nog een volledig handmatig proces in onze Londense werkplaats, maar we stappen nu over op semi-geautomatiseerde productie om grote hoeveelheden tagvellen te maken. Dit jaar willen we drie tot vier pilots uitvoeren waarvoor we duizenden tags moeten produceren.

Chloe: Uiteindelijk willen we volledig een geautomatiseerde productie zonder handmatige processen, maar dat is voor volgend jaar of later. Een stip op de horizon is om onze technologie in licentie te geven. Ons proces is simpel: we gebruiken een laser. Dus in de toekomst willen we die laserkoppen direct opnemen in de productielijn, bijvoorbeeld bij verpakkingsbedrijven.

Aan welke pilotprojecten werken jullie momenteel?

Chloe: We richten ons op retailers en verpakkingsbedrijven, maar willen in meerdere industrieën en toepassingen testen hoe onze technologie werkt. We werken met grote merknamen, wat betekent dat de druk om te leveren hoog is.

We hebben een pilot in de detailhandel, de meest standaard RFID-toepassing. Het gaat om een kledinglijn van een grote supermarktketen, gericht op voorraadbeheer. We testen ook innovatievere toepassingen, zoals traceerbare verpakkingstoepassingen, samen met een groot Brits papierbedrijf.

De pilots variëren in schaal van duizend tot vijfduizend tagtests, met looptijden van dagen tot maanden, afhankelijk van de toepassing. Voor inventarisbeheer doorloop je binnen enkele weken een volledige cyclus, terwijl hotelsleutelkaarten langere testperioden vereisen.

Is jullie oplossing financieel voordelig voor jullie klanten?

Chloe: Ja, dat heeft te maken met ons productieproces. We kopen geen metalen in en we delven ze niet. Ons productieproces is eenvoudiger, waardoor we de kosten omlaag kunnen brengen. We kunnen onze prijzen nog niet valideren, maar als we appels met appels vergelijken, zijn onze materiaalkosten al aanzienlijk lager.

Soma: Het licentiemodel biedt extra voordelen. Hiermee kun je RFID-tags op aanvraag aanmaken bij de productiebron. Hierdoor worden processen gestroomlijnd, wat de kosten verder omlaag brengt.

Dat democratiseert ons werk ook. RFID-technologie is geweldig, maar alleen grote bedrijven kunnen het zich veroorloven, omdat het duurder is dan barcodes. We willen het toegankelijker maken voor meer mensen en industrieën.

Wat zijn jullie grootste uitdagingen?

Chloe: De uitdaging voor de komende zes maanden is het vinden van de beste toepassingen. De langetermijnuitdaging is complexer: we moeten gaan produceren op een manier die in bestaande productielijnen past.

Wij maken RFID-inlays voor bedrijven die ze omzetten in eindproducten. Geen enkele partij verandert hun infrastructuur voor ons, dus we hebben de juiste opmaak nodig, zodat mensen het in hun geautomatiseerde systemen kunnen invoeren.

Soma: We staan voor complexe technologische uitdagingen en introduceren een volledig nieuw product op de markt. We moeten inzicht krijgen in bestaande machineontwerpen, opschaling onderzoeken en een proces ontwikkelen voor het consistent produceren van tags met behoud van intellectueel eigendom.

Wij zijn een disruptief alternatief op de markt en moeten zorgvuldig omgaan met gevestigde bedrijven. We willen goede relaties met hen, maar sommigen willen misschien niet dat onze goedkopere, duurzamere alternatieven succesvol worden.

Die magische scanbakken bij de kassa – dat is RFID-technologie in actie.

Welke ondersteuning zou voor jullie als disruptieve speler het meest waardevol zijn om de markt te betreden?

Chloe: We zoeken mensen om onze tags te testen en staan open voor commerciële samenwerkingen. Meer pilots zijn altijd nuttig. Voor Europese uitbreiding vereisen sommige subsidies ook partnerschappen tussen landen. We zoeken andere start-ups of kleine bedrijven om aspecten van ons product verder te ontwikkelen. Denk aan substraatmateriaal, lasermachines, RFID-scanners of prestatietests.

Soma: We nodigen mensen uit die substraatmaterialen kunnen leveren, zoals uit de papierproductie, papierpulpindustrie en andere biologische of plantaardige materialen. Ook verpakkings- en etikettenfabrikanten die kunnen helpen bij het opschalen zijn welkom.

We willen samenwerken met meer mensen die zich richten op lasertechnologieën, microchips en alternatieven voor conventionele elektronische componenten. Ook hebben we hulp nodig van mensen met expertise in duurzaamheids- en functionaliteitstesten voor productcertificering.

Hoe ziet PulpaTronics er over tien jaar uit?

Chloe: Onze visie is het vereenvoudigen van onnodig ingewikkelde technologie vanuit een natuurperspectief. We willen eenvoudigere elektronica maken voor wegwerpproducten. Het doel is om item-level tracking voor meer sectoren toegankelijk te maken en zo bij te dragen aan het behoud van waardevolle grondstoffen.

Soma: We zien overal potentieel. Je kunt alles wat je met een streepjescode of QR-code kunt markeren, ook met een RFID-tag markeren. En alles met een RFID-tag kan door onze duurzamere versie worden vervangen.

Onze oplossing sluit bovendien heel goed aan bij het initiatief voor een digitaal productpaspoort, waarmee bedrijven producten vanaf de oorsprong kunnen volgen.

Tot slot, wat is de belangrijkste boodschap die jullie aan lezers willen meegeven?

Chloe: Bewustwording van eenmalig elektronisch afval. E-waste is overal en moet worden aangepakt.

Soma: PulpaTronics staat voor meer dan betere RFID-tags. We pleiten voor een fundamentele verschuiving in onze technologische benadering. Moeten onze geavanceerde oplossingen echt zo complex, verspillend, en losgekoppeld van natuurlijke cycli zijn? Wij brengen onnodig ingewikkelde technologie terug tot het minimum waarop het functioneert, met zo min mogelijk grondstoffen en energie.

Chloe: We staan voor het concept van substraction – een woordspeling op het Engelse subtraction, maar dan met een extra S. We proberen waarde te creëren door iets te verwijderen in plaats van toe te voegen. We denken tegenwoordig nog steeds vaak dat meer beter is. Voeg gewoon iets toe aan het ontwerp en het probleem is opgelost. Maar wij halen het overbodige weg om iets beters te creëren.

Dat is ook een les in het dagelijks leven: soms kan minder echt meer zijn.

Website

Instagram