Целлюлозная структура обычных листьев растений Leaftronics при определенной обработке способна выдерживать высокие температуры и быть основой биоразлагаемых микросхем.
Відключайте рекламу – підтримуйте ITC! 
Исследовательская группа под руководством профессора Карла Лео из Дрезденского технологического университета TUD разработала вдохновленное природой решение, которое может изменить производство электроники. Проект Leaftronics использует природную структуру листьев для создания биологически разлагаемых электронных компонентов.
Для изготовления обычных печатных плат используется эпоксидная смола, армированная стекловолокном. Эти материалы не подлежат вторичной переработке и не разлагаются биологически. Учитывая огромный объем электронного мусора, который прибавляется со скоростью более 60 млн т в год, существует насущная потребность в альтернативе.
Предыдущие исследования были сосредоточены на создании биологически разлагаемых природных полимеров. Этот подход столкнулся с проблемами температурной и химической стойкости. Существует принципиальный конфликт между способностью к биологическому разложению, которая требует слабой связи молекул, и термической и химической стабильностью, для которых нужно противоположное.
«Это исследование показывает, что лигноцеллюлозные каркасы, полученные из листьев, могут стабилизировать полимеры, полученные из биоисточников, обработанные раствором, действуя как природные ограничивающие среды. Такие армированные пленки, даже на основе желатина (Tg ~60°C), могут выдерживать процессы свыше 200°C. Мы демонстрируем покрытые способом погружения этилцеллюлозные пленки для коммерчески жизнеспособных паяных схем. Пленки обеспечивают высокую гибкость, прозрачность свыше 80% и шероховатость поверхности меньше чем 5,5 нм», — говорится в аннотации исследования.
Команда исследователей сделала значительный шаг вперед в решении этого конфликта. Leaftronics использует природную структуру листьев для создания биоразлагаемой электроники. Они предлагают устойчивое, эффективное и масштабируемое решение глобальной проблемы электронных отходов. Прорыв произошел благодаря открытию, что структуры природных листьев, которые служат каркасом для живых клеток, могут быть адаптированы для укрепления биоразлагаемых полимерных пленок, обработанных раствором.
«Мы были удивлены, когда обнаружили, что эти природные каркасы не только поддерживают живые клетки, но также могут удерживать вместе полимеры, которые перерабатываются в растворе, даже при относительно высоких температурах, когда эти полимеры должны текти», — объясняет доктор Ханс Климанн, руководитель группы «Органические устройства и системы» Института прикладной физики.
Исследователи продемонстрировали, что армированные лигноцеллюлозой полимерные пленки могут выдерживать процесс производства микросхем и применяться в самых современных тонкопленочных устройствах, например, в панелях OLED. Гладкость пленок, ключевое требование для осаждения сверхтонких слоев материалов, открывает двери для производства высокоэффективной тонкопленочной электроники на подобных подложках.
СпецпроектыТоп 15 крісел GT Racer: найкращі пропозиції до «чорної п’ятниці»ТОП-10 найкращих товарів у Comfy до Чорної п’ятниці
«Мы видим, что встроенная природная квазифрактальная структура, по-видимому, термомеханически стабилизирует полимерные пленки без вреда для их способности к биологическому разложению», — доктор Ракеш Р. Наир, чья работа легла в основу исследования
Подложки Leaftronics имеют втрое ниже углеродный след, чем бумага. После того, как устройства достигли конца своего жизненного цикла, субстраты можно легко разложить в почве или переработать на биогазовых установках, с извлечением из схем электронных компонентов и ценных материалов. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
У MIT випадково винайшли 3D-друк простої електроніки без напівпровідників
Источник: TechXplore
