他們提議使用真菌菌絲體皮膚來製造可持續電子產品
奧地利林茨約翰內斯開普勒大學的研究人員創造了一種新型的可生物降解電子產品，他們稱之為 MycelioTronics。 它具有減少困擾各種硬件的電子垃圾的巨大潛力。
這個新概念是基於真菌表皮的培養和加工，將其作為可生物降解的基質材料用於環保電子產品。
目前，所有由導電金屬製成的電子電路都必須放置在稱為基板的絕緣散熱基底上。幾乎所有電腦晶片的基板都由不可回收的塑膠聚合物製成，這些聚合物通常在晶片壽命結束後被丟棄。
這導致每年產生 50 萬噸電子垃圾。 特徵網絡出色的熱穩定性和電絕緣性使菌絲體表皮成為一種非常適合用於電子電路的可生物降解基材。
“基材本身是最難回收的，”德國林茨約翰內斯開普勒大學的 Martin Kaltenbrunner 說。 “它也是電子產品的主體，而且價值最低，所以如果你有一些真正具有很大價值的芯片，你可能想要回收它們。 »
研究人員培育並加工了真菌菌絲體的表皮，作為一種可生物降解的替代基質材料。
“皮膚”基於一種真菌，這種真菌在溫和的溫帶氣候下自然生長在枯死的硬木上。 它們具有很高的熱穩定性和靈活的形狀，可以焊接電子元件並有助於電子傳感器板的製造。 此外，它們可以承受 2000 多次彎曲循環。
菌絲體甚至可以用於低功率電池。 研究人員發現，菌絲體電池可以為自主傳感設備供電，包括藍牙模塊和濕度和接近傳感器。 這是可持續發展的重要一步。
文中提到，這種菌皮在研究人員測試的其他真菌上並未生長。當他們提取並乾燥菌皮後，發現它具有柔韌性，絕緣性能良好，能夠承受超過200°C的高溫，厚度與一張紙相仿——這些都是電路基板的理想特性。
皮膚允許使用常見的電子處理技術，包括物理氣相沉積和激光圖案化，以獲得電導率高達 9,75 ± 1,44 × 104 S cm-1 的電子痕跡。 Mycelium 的柔性、貼合電子皮膚可承受 2000 多次彎曲循環，並且可以在適度增加力的情況下多次彎曲。 我們證明菌絲體電池的容量高達 ~3,8 mAh cm-2，用於為自主傳感設備供電，包括藍牙模塊和接近和濕度傳感器。
如果避免受潮和紫外線照射，這種薄膜可能可以保存數百年，因此非常適合電子設備的使用壽命。更重要的是，它還可以在大約兩週內在土壤中分解，使其易於回收。
關於這個過程，有人提到集成電路 (IC) 佔印刷電路板 (PCB) 總質量的大部分，因為所使用的金屬密度很高，但很難製造出可生物降解的版本。
例如，傳統的手機印刷電路板由 63 wt% 的金屬、24 wt% 的陶瓷和 13 wt% 的聚合物組成。
關於設計部分，提到了以下內容：
(A) 傳感器板的照片，包括兩節菌絲體電池、藍牙模塊和具有叉指電極結構的阻抗傳感器。
(B) 傳感器的阻抗響應高度依賴於環境的相對濕度。
(C) 作為頻率函數的叉指式傳感器結構的調整容量和電阻
(D) 傳感器板在無線實驗期間生成數據並將數據傳輸到外部 PC 的框圖。
(E) 手指接近傳感器會導致傳感器電容髮生明顯變化。
(F) 傳感器電容對 (E) 中重複手指接近的響應
(G) 傳感器板上的吸力導致明顯可檢測的濕度變化。
(H) 電容對 (G) 中濕度變化的響應
(I) MycelioTronic PCB 底物在堆肥土壤中的有氧分解發生在 2 週內。
(J) 在 11 天內測量的 (I) 中所示的腐爛 PCB 基板的質量百分比
已發表的關於可生物降解積體電路的研究是基於生物質和植物材料，從而形成包含可降解電路元件的完全瞬態電子配置。
研究人員在蒸發過程中通過物理沉積在收穫的皮膚上獲得了表面粗糙度 Rrms 為 7,5 ± 1,8 μm 的粘性金屬膜，從而可以對電路進行後處理。
隨後，通過沉積 400 nm 的銅作為導電物質，並預沉積 3 nm 的鉻以獲得更好的附著力，從而獲得具有可重複連續性的薄膜。 他們通過在初始銅層之上沉積額外的 50 nm 厚金層進一步提高導電性。
隨著這些基於蘑菇的最新進展，可生物降解的菌絲體皮可能會成為綠色電子未來的一類可持續替代材料，並為可持續電池和電子產品提供進一步的動力。
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