آنها تراشه ای را طراحی کردند که از پوست یک قارچ ساخته شده بود که به راحتی قابل بازیافت بود

پوست یک قارچ برای الکترونیک پایدار

آنها استفاده از پوست میسلیوم قارچی را برای الکترونیک پایدار پیشنهاد می کنند

 

محققان دانشگاه یوهانس کپلر در لینز، اتریش، نوع جدیدی از الکترونیک زیست تخریب پذیر را ساخته اند که MycelioTronics نام دارد. و پتانسیل زیادی برای کاهش ضایعات الکترونیکی که انواع سخت افزارها را آزار می دهد، دارد.

جدید این مفهوم بر اساس پرورش و پردازش پوست یک قارچ است به عنوان ماده زیرلایه زیست تخریب پذیر برای الکترونیک سبز

و آن چیستe در حال حاضر تمام مدارهای الکترونیکی که از فلزات رسانا ساخته شده اند، آنها باید بر روی یک پایه عایق و خنک کننده به نام بستر قرار گیرند. تقریباً در تمام تراشه‌های رایانه‌ای، این بستر از پلیمرهای پلاستیکی غیرقابل بازیافت ساخته می‌شود که اغلب چنین هستند در پایان عمر مفید خود دور ریخته می شوند از یک تراشه

این به 50 میلیون تن زباله الکترونیکی که هر ساله تولید می شود کمک می کند. پایداری حرارتی عالی و ماهیت عایق الکتریکی شبکه صفت، پوست میسلیوم را به یک بستر زیست تخریب پذیر بسیار مناسب برای مدارهای الکترونیکی تبدیل می کند.

مارتین کالتنبرونر از دانشگاه یوهانس کپلر در لینز آلمان می‌گوید: «زیر بستر خود سخت‌ترین بازیافت است. این همچنین بخش عمده ای از لوازم الکترونیکی است و کمترین ارزش را دارد، بنابراین اگر تراشه هایی دارید که واقعاً ارزش زیادی دارند، ممکن است بخواهید آنها را بازیافت کنید. »

محققان پوست های میسلیوم قارچی را به عنوان یک ماده زیرلایه زیست تخریب پذیر جایگزین رشد و پردازش کرده اند.

"پوست" بر اساس قارچی است که به طور طبیعی بر روی چوب خشک مرده در آب و هوای معتدل رشد می کند. آنها پایداری حرارتی بالا و شکل انعطاف پذیری دارند که امکان لحیم کاری قطعات الکترونیکی و تسهیل ساخت بردهای حسگر الکترونیکی را فراهم می کند. علاوه بر این، آنها می توانند بیش از 2000 چرخه خم شدن را تحمل کنند.

میسلیوم را می توان حتی در باتری های کم مصرف نیز استفاده کرد. محققان دریافتند که باتری‌های میسلیوم می‌توانند دستگاه‌های حسگر مستقل از جمله یک ماژول بلوتوث و یک حسگر رطوبت و مجاورت را تغذیه کنند. این یک گام مهم برای پایداری است.

ذکر شده است که پوست روی سایر قارچ های آزمایش شده توسط محققان رشد نکرده است. وقتی پوست را بیرون کشیدند و خشک کردندآنها دریافتند که انعطاف پذیر است، عایق خوبی است، می تواند دمای بیش از 200 درجه سانتیگراد را تحمل کند. و تقریباً ضخامت یک ورق کاغذ بود، خواص خوبی برای بستر مدار.

پوسته ها امکان استفاده از تکنیک های رایج پردازش الکترونیکی، از جمله رسوب بخار فیزیکی و الگوبرداری لیزری را برای به دست آوردن آثار الکترونیکی با رسانایی تا 9,75 ± 1,44 × 104 S cm-1 می دهند. پوسته های الکترونیکی منعطف و منسجم Mycelium بیش از 2000 چرخه انعطاف پذیری را تحمل می کنند و می توانند چندین بار با افزایش متوسط ​​نیرو خم شوند. ما نشان می‌دهیم که باتری‌های میسلیوم تا 3,8 میلی‌آمپر ساعت در سانتی‌متر مربع ظرفیت دارند که برای تامین انرژی دستگاه‌های حسگر مستقل، از جمله یک ماژول بلوتوث و یک حسگر رطوبت و مجاورت استفاده می‌شوند.

اگر دور از رطوبت و اشعه ماوراء بنفش نگهداری شود، پوست احتمالا می تواند صدها سال دوام بیاورد و بنابراین برای عمر مفید یک دستگاه الکترونیکی عالی خواهد بود. توجه به این نکته نیز ضروری است می تواند در حدود دو هفته در خاک تجزیه شود، که باعث می شود به راحتی بازیافت شود.

در مورد فرآیند ذکر شده است که مدارهای مجتمع (IC) به دلیل چگالی بالای فلزات مورد استفاده، اکثریت جرم کل بردهای مدار چاپی (PCB) را تشکیل می دهند، اما ساخت نسخه های زیست تخریب پذیر از آنها دشوار است.

برای مثال، بردهای مدار چاپی معمولی تلفن همراه از 63 درصد وزنی فلزات، 24 درصد وزنی سرامیک و 13 درصد وزنی پلیمرها تشکیل شده اند.

در مورد قسمت طراحی به موارد زیر اشاره می شود:

(الف) عکس یک برد حسگر شامل یک باتری میسلیوم دو سلولی، یک ماژول بلوتوث، و یک حسگر امپدانس با ساختار الکترود بین دیجیتالی. 
(ب) پاسخ امپدانس سنسور به شدت به رطوبت نسبی محیط بستگی دارد.
(C) ظرفیت و مقاومت ساختار سنسور بین دیجیتالی به عنوان تابعی از فرکانس تنظیم شده است
(د) بلوک دیاگرام برد حسگر تولید و انتقال داده ها به کامپیوتر خارجی در طی آزمایشات بی سیم.
(E) یک انگشت که به سنسور نزدیک می شود، تغییرات واضحی در ظرفیت حسگر ایجاد می کند. 
(F) پاسخ ظرفیت حسگر به رویکرد مکرر انگشت در (E)
(ز) مکش روی صفحه سنسور باعث تغییرات رطوبتی به وضوح قابل تشخیص می شود. 
(H) پاسخ ظرفیت به تغییرات رطوبت در (G)
(I) تجزیه هوازی بسترهای PCB MycelioTronic در عرض 2 هفته در خاک کمپوست رخ می دهد. 
(J) درصد جرمی زیرلایه PCB در حال تجزیه نشان داده شده در (I) در طی 11 روز اندازه‌گیری شد

کار منتشر شده در مدارهای مجتمع زیست تخریب پذیر مبتنی بر زیست توده و مواد گیاهی است، منجر به یک پیکربندی الکترونیکی کاملاً گذرا می شود که شامل عناصر مدار تجزیه پذیر است.

محققان با رسوب فیزیکی در طول تبخیر، لایه‌های فلزی منسجمی را روی پوست‌های برداشت شده با زبری سطح Rrms 7,5 ± 1,8 میکرومتر به دست آوردند که امکان پردازش پس از مدارها را فراهم می‌کرد.

پس از آن، فیلم‌هایی با پیوستگی تکرارپذیر با رسوب 400 نانومتر مس به‌عنوان یک جرم رسانا، با پیش‌گذاری 3 نانومتر کروم برای چسبندگی بهتر، به‌دست می‌آیند. آنها با قرار دادن یک لایه طلای ضخیم 50 نانومتری در بالای لایه مس اولیه، رسانایی را بیشتر بهبود می بخشند.

با پیشرفت‌های اخیر مبتنی بر قارچ، پوست‌های میسلیوم زیست تخریب‌پذیر ممکن است به عنوان یک کلاس از مواد جایگزین پایدار برای آینده الکترونیک سبز ظاهر شوند و فشار بیشتری به سمت باتری‌ها و لوازم الکترونیکی پایدار ارائه کنند.

سرانجام اگر شما علاقه مند به دانستن بیشتر در مورد آن هستید، می توانید جزئیات را در قسمت لینک زیر


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند با *

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.