Det finns fler och fler elektroniska anordningar i världen, och detta orsakar mer och mer avfall. De återvinning av komponenterna är mycket komplicerat, där tyvärr många av dem återvinns för hand i fattiga länder med hög exponering för kemiska komponenter. Av denna anledning har en grupp forskare utformat ett nytt material för elektroniska komponenter som är 100% återvinningsbart.
Materialet har utvecklats av ingenjörer vid Duke University och är det första helt återvinningsbara kretskortet . För att göra detta använder de tre typer av kolbaserade bläck.
Kol nanocellulosatransistorer: 100% återvinningsbart
Kisel har varit det bästa materialet som ligger till grund för komponenterna i våra enheter i årtionden, så det här materialet kommer inte att ersätta det för tillfället. Det kan dock fungera som en bas för framtida design, såväl som att implementeras i vissa mycket specifika enheter.
Enligt FN: s uppskattningar är mindre än 25% av elektroniska anordningar som kastas slutligen återvinns. Och av dessa återvinns material som koppar, aluminium eller stål vanligtvis, men kiselchipsen inuti är inte, vilket förhindrar återvinning av sällsynta metaller. Med IoT och ökningen av enheter runt om i världen kommer siffrorna att bli värre och värre.
Därför gör det nya materialet det möjligt att skapa en fullt fungerande transistor bara genom att använda kolbaserade bläck som kan skrivas ut på papper eller andra flexibla material som är återvinningsbara. I det här fallet har de använt kolnanorör för halvledare och grafenbaserade bläck för elektroniska kretsar. Nyckeln som öppnade dörren för att de skulle kunna återvinna dem var skapandet av ett isolerande dielektriskt bläck härrörande från trä nanocellulosa .
Det kommer inte att ersätta kisel, men det är ett bra komplement
Nanocellulosa är biologiskt nedbrytbart och har till exempel använts i förpackningar i flera år. Vissa forskare hade redan visat att det kan användas som isolator i tryckta transistorer , men ingen har använt den på tryckbart bläck som tidigare. Forskarna har uppnått detta med en metod som suspenderar nanocellulosakristaller extraherade från träfibrer, med lite vanligt salt. Det skapar en perfekt isolator på den tryckta transistorn. Den slutliga utskriften ger bra prestanda, inte förnedrande ens sex månader efter den första utskriften.
För att visa hur lätt det återvinns nedsänkte forskarna enheterna i en serie bad, vilket fick dem att vibrera med ljud vid vissa frekvenser och centrifugera den resulterande lösningen. Med detta återvinns kolnanorör och kol nästan 100% och kan återanvändas med liten förlust av egenskaper. Nanocellulosa kan också återvinnas med papperet som det är tryckt på.
Dess skapare bekräftar att de föreställer sig bland de möjliga användningarna sensorer med låg förbrukning som de som mäter elförbrukningen i byggnader eller till och med placerade enheter inuti människokroppen .
