Исследователи разработали разлагаемый микроорганизмами (биоразлагаемый) полупроводниковый кристалл, сделанный почти полностью из древесины, чтобы уменьшить нагрузку на среду электронных устройств.
Технический персонал из университета Висконсин-Мэдисон, в сотрудничестве с Министерством сельского хозяйства Forest Products Laboratory (FPL), продемонстрировал выполнимость замены основания компьютерной микросхемы с целлюлозой nanofibril (CNF), гибким, биоразлагаемым материалом, сделанным из дерева.
В аннотации к статье, названной «Высокоэффективная зеленая гибкая электроника, основанная на разлагаемой микроорганизмами целлюлозе nanofibril бумаги» и изданной в Nature Communications, исследователи утверждают, что «сообщили о высокоэффективной гибкой микроволновой и цифровой электронике, которая потребляет самую маленькую сумму потенциально токсичных материалов по биооснованной, разлагаемой микроорганизмами и гибкой целлюлозе nanofibril бумаги». Портативная электроника, как правило, делается из невозобновляемых, неразлагаемых микроорганизмами и потенциально токсичных материалов и отбрасывается на очень высокой скорости из-за планов корпораций относительно устаревания и поиски потребителей нового товара. Это означает, что их дорого утилизировать без нанесения экологического ущерба.
ООН и Интерпол подсчитали, что преступники зарабатывают до 19 млрд долларов ежегодно с помощью неправильной утилизации постоянно увеличивающихся излишков отходов электроники. «Большинство материала в чипе — поддержка. Мы только используем меньше чем несколько микрометров для всего остального», сказал профессор электротехники и вычислительной техники университета Висконсин-Мэдисон Zhenqiang \’Jack\’ Ma. «Теперь чипы настолько безопасны, что Вы можете поместить их в лес, и гриб ухудшит его. Они становятся столь же безопасными как удобрение». Два ключевых барьера для использования полученных из леса материалов в урегулировании электроники являются поверхностной гладкостью и проблемами, вызванными тепловым расширением. Древесина — материал, который может привлечь влажность от воздуха и расшириться.
Однако исследователи произвели специальное покрытие эпоксидной смолы на поверхности CNF, в котором были опасения и по поводу поверхностной гладкости и по поводу влажности. Работа группы также продемонстрировала уровни производительности, подобные существующему чипу. В то время как большинство современных беспроводных устройств используют арсенид галлия в основе СВЧ микросхемы из-за его превосходной эксплуатации и высокочастотной возможности обработки мощности, арсенид галлия особенно токсичен для окружающей природной среды. Еи Хван Юнг, аспирант в электротехнике и вычислительной технике и соавторе бумаги, сказал, что новый процесс значительно уменьшает использование такого дорогого и потенциально токсичного материала. В то время как способность к разложению микроорганизмами этих материалов окажет положительное влияние на окружающую среду, Ма сказал, гибкость технологии может привести к широко распространенному принятию. «Массовое производство текущих полупроводниковых кристаллов настолько дешевое, и оно может занять время для промышленности, чтобы приспособиться к нашему дизайну», сказал он. «Но гибкая электроника — будущее».
