Predložite upotrebu kože micelija gljivica za održivu elektroniku
Istraživači sa Univerziteta Johannes Kepler u Linzu, Austrija, stvorili su novu vrstu biorazgradive elektronike koju nazivaju MycelioTronics. I ima veliki potencijal da smanji e-otpad koji muči hardver svih vrsta.
Novi Koncept je baziran na kultivaciji i preradi kože od gljivica kao biorazgradivi materijal supstrata za zelenu elektroniku.
i šta jee trenutno sva elektronska kola, koja su napravljena od provodljivih metala, moraju počivati na izolacijskoj i rashladnoj podlozi koja se naziva podloga. U skoro svim kompjuterskim čipovima, ova podloga je napravljena od plastičnih polimera koji se ne mogu reciklirati, koji često odbačen na kraju korisnog veka trajanja čipa
Ovo doprinosi 50 miliona tona e-otpada koji se proizvodi svake godine. Odlična termička stabilnost i električna izolaciona priroda mreže sa karakteristikama čine kožu micelija veoma pogodnim biorazgradivim supstratom za elektronska kola.
“Sam supstrat je najteže reciklirati”, kaže Martin Kaltenbrunner sa Univerziteta Johannes Kepler u Lincu, Njemačka. “Također ima najviše elektronike i najniže je vrijednosti, tako da ako imate neke čipove koji zaista imaju veliku vrijednost, možda biste željeli da ih reciklirate. »
Istraživači su uzgajali i obrađivali kože micelija gljivica kao alternativni biorazgradivi supstratni materijal.
"Koža" se zasniva na gljivi koja prirodno raste na mrtvom tvrdom drvetu u blagoj umjerenoj klimi. Imaju visoku termičku stabilnost i fleksibilan oblik, što omogućava lemljenje elektronskih komponenti i olakšava proizvodnju elektronskih senzorskih ploča. Osim toga, mogu izdržati više od 2000 ciklusa savijanja.
Micelij se može koristiti čak i u baterijama male potrošnje. Istraživači su otkrili da micelijske baterije mogu napajati autonomne senzorske uređaje, uključujući Bluetooth modul i senzor blizine i vlažnosti. Ovo je važan korak za održivost.
Spominje se da kožica nije izrasla na drugim gljivama koje su testirali istraživači. Kada su izvukli i osušili kožu, otkrili su da je fleksibilan, dobar izolator, da može izdržati temperature više od 200 °C i bila je debljina lista papira, dobra svojstva za podlogu kola.
Skine omogućavaju upotrebu uobičajenih tehnika elektronske obrade, uključujući fizičko taloženje pare i lasersko oblikovanje, za dobijanje elektronskih tragova provodljivosti do 9,75 ± 1,44 × 104 S cm-1. Fleksibilna, usklađena elektronska obloga micelija izdržava preko 2000 ciklusa savijanja i može se savijati više puta uz umjereno povećanje sile. Pokazali smo da micelijumske baterije imaju kapacitet do ~3,8 mAh cm-2 koje se koriste za napajanje autonomnih senzorskih uređaja, uključujući Bluetooth modul i senzor blizine i vlažnosti.
Ako se čuva podalje od vlage i UV zraka, koža bi vjerovatno mogla trajati stotinama godina i stoga bi bio savršen za vijek trajanja elektroničkog uređaja. Važno je i to napomenuti može se raspasti u zemlji za otprilike dvije sedmice, što ga čini lakim za recikliranje.
O procesu se spominje da integrisana kola (IC) čine većinu ukupne mase štampanih ploča (PCB), zbog velike gustine upotrebljenih metala, ali je teško napraviti njihove biorazgradive verzije.
Konvencionalne štampane ploče za mobilne telefone, na primjer, sastoje se od 63% po težini metala, 24% po težini od keramike i 13% po težini od polimera.
Što se tiče dizajnerskog dijela, navodi se sljedeće:
(A) Fotografija senzorske ploče koja se sastoji od dvoćelijske micelijske baterije, Bluetooth modula i senzora impedancije sa strukturom interdigitalne elektrode.
(B) Impedancijski odziv senzora u velikoj mjeri zavisi od relativne vlažnosti okoline.
(C) Prilagođeni kapacitet i otpor strukture interdigitalnog senzora u funkciji frekvencije
(D) Blok dijagram senzorske ploče koja generiše i prenosi podatke na eksterni računar tokom bežičnih eksperimenata.
(E) Prst koji se približava senzoru proizvodi jasne promjene u kapacitivnosti senzora.
(F) Odziv kapacitivnosti senzora na ponovljeni pristup prstiju u (E)
(G) Usisavanje na ploči senzora uzrokuje jasno vidljive promjene vlažnosti.
(H) Odgovor kapacitivnosti na promjene vlažnosti u (G)
(I) Aerobna razgradnja MycelioTronic PCB supstrata se dešava u roku od 2 nedelje u tlu za kompostiranje.
(J) Maseni procenat raspadajućeg PCB supstrata prikazanog u (I) mjeren tokom 11 dana
objavljen rad na biorazgradivim integrisanim kolima zasniva se na biomasi i biljnim materijalima, što rezultira potpuno prolaznom elektronskom konfiguracijom koja uključuje razgradive elemente kola.
Istraživači su fizičkim taloženjem tokom isparavanja dobili kohezivne metalne filmove na ubranoj koži s hrapavostom površine Rrms od 7,5 ± 1,8 μm, što je omogućilo naknadnu obradu kola.
Nakon toga, filmovi sa reproducibilnim kontinuitetom se dobijaju nanošenjem 400 nm bakra kao provodljive mase, sa predtaloženjem hroma od 3 nm za bolju adheziju. Oni dodatno poboljšavaju provodljivost nanošenjem dodatnog sloja zlata debljine 50 nm na vrh početnog sloja bakra.
Sa ovim nedavnim napretkom zasnovanim na gljivama, biorazgradiva koža micelija može se pojaviti kao klasa održivih alternativnih materijala za zelenu elektroničku budućnost i pružiti daljnji zamah prema održivim baterijama i elektronici.
Konačno ako ste zainteresirani da saznate više o tome, detalje možete provjeriti u sljedeći link.