Tvariai elektronikai pasiūlykite naudoti grybelinės grybienos odą
Johaneso Keplerio universiteto Lince (Austrija) mokslininkai sukūrė naujo tipo biologiškai skaidžią elektroniką, kurią jie vadina MycelioTronics. Be to, jis turi didelį potencialą sumažinti elektroninių atliekų kiekį, kuris vargina visų rūšių aparatinę įrangą.
Nauja Koncepcija paremta odos iš grybelio auginimu ir apdorojimu kaip biologiškai skaidi substrato medžiaga žaliajai elektronikai.
ir yra kase šiuo metu visos elektroninės grandinės, pagamintos iš laidžių metalų, jie turi remtis ant izoliuojančio ir aušinimo pagrindo, vadinamo substratu. Beveik visose kompiuterių lustuose šis substratas pagamintas iš neperdirbamų plastikinių polimerų, kurie dažnai išmesti pasibaigus naudojimo laikui lusto
Tai prisideda prie 50 mln. tonų elektroninių atliekų, kurios kasmet susidaro. Dėl puikaus šiluminio stabilumo ir elektrą izoliuojančio savybių tinklo grybienos oda yra labai tinkamas biologiškai skaidomas substratas elektroninėms grandinėms.
„Pats substratas yra sunkiausiai perdirbamas“, – sako Martinas Kaltenbrunneris iš Johaneso Keplerio universiteto Lince, Vokietijoje. „Tai taip pat yra daugiausia elektronikos ir jos vertė yra mažiausia, todėl jei turite lustų, kurie tikrai turi didelę vertę, galbūt norėsite juos perdirbti. »
Tyrėjai išaugino ir apdorojo grybelių grybienos odas kaip alternatyvią biologiškai skaidžią substrato medžiagą.
"Oda" yra pagrįsta grybeliu, kuris natūraliai auga ant negyvos kietmedžio švelnaus vidutinio klimato sąlygomis. Jie pasižymi dideliu šiluminiu stabilumu ir lanksčia forma, leidžiančia lituoti elektroninius komponentus ir palengvina elektroninių jutiklių plokščių gamybą. Be to, jie gali atlaikyti daugiau nei 2000 lenkimo ciklų.
Grybiena gali būti naudojama net ir mažai naudojančiose baterijose. Tyrėjai nustatė, kad grybienos baterijos gali maitinti autonominius jutiklius, įskaitant "Bluetooth" modulį ir artumo bei drėgmės jutiklį. Tai svarbus žingsnis siekiant tvarumo.
Minima, kad ant kitų mokslininkų tirtų grybų oda neužaugo. Kai jie ištraukė ir išdžiovino odą, jie nustatė, kad jis yra lankstus, geras izoliatorius, gali atlaikyti daugiau nei 200 °C temperatūrą ir tai buvo maždaug popieriaus lapo storio, geros grandinės substrato savybės.
Apvalkalai leidžia naudoti įprastus elektroninio apdorojimo metodus, įskaitant fizinį garų nusodinimą ir lazerinį modeliavimą, kad būtų galima gauti elektroninius pėdsakus, kurių laidumas yra iki 9,75 ± 1,44 × 104 S cm-1. Mycelium lanksti, atitinkanti elektroninė oda atlaiko daugiau nei 2000 lankstymo ciklų ir gali būti sulenkta kelis kartus, šiek tiek padidinus jėgą. Mes parodome, kad grybienos baterijos yra iki ~ 3,8 mAh cm-2 talpos, naudojamos autonominiams jutikliams, įskaitant „Bluetooth“ modulį ir artumo bei drėgmės jutiklį, maitinti.
Jei jis laikomas atokiau nuo drėgmės ir UV spindulių, oda tikriausiai gali išlikti šimtus metų ir todėl puikiai tiktų visą elektroninio prietaiso gyvenimą. Taip pat svarbu atkreipti dėmesį į tai jis gali suirti dirvožemyje maždaug per dvi savaites, todėl jį lengva perdirbti.
Kalbant apie procesą, minima, kad integriniai grandynai (IC) sudaro didžiąją dalį visos spausdintinių plokščių (PCB) masės, dėl didelio naudojamų metalų tankio, tačiau sunku pagaminti biologiškai skaidomus jų variantus.
Pavyzdžiui, įprastos mobiliųjų telefonų spausdintinės plokštės yra sudarytos iš 63 % masės metalų, 24 % masės keramikos ir 13 % masės polimerų.
Kalbant apie dizaino dalį, minima:
(A) Jutiklio plokštės, kurią sudaro dviejų elementų grybienos baterija, „Bluetooth“ modulis ir varžos jutiklis su tarpdigitine elektrodo struktūra, nuotrauka.
(B) Jutiklio varžos reakcija labai priklauso nuo santykinės aplinkos drėgmės.
(C) Sureguliuota tarpdigitinio jutiklio struktūros talpa ir atsparumas kaip dažnio funkcija
(D) jutiklio plokštės, generuojančios ir perduodančios duomenis į išorinį kompiuterį belaidžių eksperimentų metu, blokinė schema.
(E) Pirštas, artėjantis prie jutiklio, sukelia aiškius jutiklio talpos pokyčius.
(F) jutiklio talpos reakcija į pakartotinį pirštų priartėjimą į (E)
(G) Siurbimas ant jutiklio plokštės sukelia aiškiai aptinkamus drėgmės pokyčius.
(H) talpos reakcija į drėgmės pokyčius (G)
(I) Aerobinis MycelioTronic PCB substratų skilimas kompostuojančiame dirvožemyje įvyksta per 2 savaites.
(J) irstančio PCB substrato masės procentas, parodytas (I), išmatuotas per 11 dienų
paskelbtas darbas ant biologiškai skaidžių integrinių grandynų yra pagrįstas biomase ir augalinėmis medžiagomis, dėl to susidaro visiškai trumpalaikė elektroninė konfigūracija, apimanti skaidomus grandinės elementus.
Tyrėjai gavo vientisas metalines plėveles ant nuimtų odų, kurių paviršiaus šiurkštumas Rrms buvo 7,5 ± 1,8 μm, fiziškai nusodinant garinimo metu, todėl buvo galima vėliau apdoroti grandinę.
Vėliau plėvelės su atkuriamu tęstinumu gaunamos nusodinant 400 nm vario kaip laidžią masę, iš anksto nusodinant 3 nm chromo, kad būtų geresnis sukibimas. Jie dar labiau pagerina laidumą, nusodindami papildomą 50 nm storio aukso sluoksnį ant pradinio vario sluoksnio.
Dėl šių naujausių grybų pažangos biologiškai skaidžios grybienos odos gali tapti tvarių alternatyvių medžiagų, skirtų ekologiškai elektroninei ateičiai, klasė ir suteikti tolesnį impulsą tvarių baterijų ir elektronikos kūrimui.
Pagaliau jei norite sužinoti daugiau apie tai, išsamią informaciją galite patikrinti sekanti nuoroda.