Leaftronics: дослідники створили біорозкладані мікросхеми за допомогою структури листя

Целюлозна  структура звичайного листя рослин Leaftronics за певної обробки здатна витримувати високі температури та бути основою біорозкладаних мікросхем.

Дослідницька група на чолі з професором Карлом Лео з Дрезденського технологічного університету TUD розробила натхненне природою рішення, яке може змінити виробництво електроніки. Проєкт Leaftronics використовує природну структуру листя для створення біологічно розкладаних електронних компонентів.

Для виготовлення звичайних друкованих плат використовується епоксидна смола, армована скловолокном. Ці матеріали не підлягають вторинному переробленню та не розкладаються біологічно. Враховуючи величезний обсяг електронного сміття, яке додається зі швидкістю понад 60 млн т на рік, існує нагальна потреба в альтернативі.

Попередні дослідження були зосереджені на створенні біологічно розкладаних природних полімерів. Цей підхід зіткнувся з проблемами температурної та хімічної стійкості. Існує принциповий конфлікт між здатністю до біологічного розкладання, яка вимагає слабкого зв’язку молекул, та термічною і хімічною стабільністю, для яких потрібно протилежне.

Команда дослідників зробила значний крок вперед у розв’язанні цього конфлікту. Leaftronics використовує природну структуру листя для створення біорозкладаної електроніки. Вони пропонують стійке, ефективне та масштабоване розв’язання глобальної проблеми електронних відходів. Прорив стався завдяки відкриттю, що структури природного листя, які служать каркасом для живих клітин, можуть бути адаптовані для зміцнення біорозкладаних полімерних плівок, оброблених розчином.

Дослідники продемонстрували, що армовані лігноцелюлозою полімерні плівки можуть витримувати процес виробництва мікросхем та застосовуватися у найсучасніших тонкоплівкових пристроях, наприклад, в панелях OLED. Гладкість плівок, ключова вимога для осадження надтонких шарів матеріалів, відкриває двері для виготовлення високоефективної тонкоплівкової електроніки на подібних підкладках.

Підкладки Leaftronics мають втричі нижчий вуглецевий слід, ніж папір. Після того, як пристрої досягли кінця свого життєвого циклу, субстрати можна легко розкласти в ґрунті або переробити на біогазових установках, з видобуванням зі схем електронних компонентів та цінних матеріалів. Дослідження опубліковане в журналі Science Advances.

Джерело: TechXplore