Революция устойчивости: полностью перерабатываемая печатная электроника

Существует всё растущая гора утилизированных электронных устройств, которые либо больше не работают, либо были отброшены в пользу более новой модели. Часть проблемы в том, что электронные устройства трудно перерабатывать. Пока обломки меди, алюминия и стали можно переработать, кремниевые чипы в сердце устройств нельзя.

Инженеры теперь разработали полностью перерабатываемый, полностью функциональный транзистор, сделанный из трех углеродных чернил, которые можно легко напечатать на бумаге или других гибких, экологичных поверхностях. Углеродные нанотрубки и графеновые чернила используются для полупроводников и проводников соответственно. Хотя эти материалы не новы в мире печатной электроники, путь к перерабатываемости был открыт разработкой деревянного изолирующего диэлектрического чернила под названием нанокеллюлоза.

Команда разработала метод для взвешивания кристаллов нанокеллюлозы, извлеченных из древесных волокон, которые — с посыпкой немного поваренной соли — дают чернила, которые выполненно работают как изолятор в напечатанных транзисторах. Используя три чернила в аэрозольном струйном принтере при комнатной температуре, команда показала, что все-углеродные транзисторы выполняют достаточно хорошо для использования в широкой разнообразии приложений, даже через шесть месяцев после начальной печати.

Погружая устройства в серию ванн, мягко вибрируя их звуковыми волнами и центрифугируя получившийся раствор, углеродные нанотрубки и графен последовательно восстанавливаются со средней отдачей почти 100%. Оба материала затем могут быть повторно использованы в том же процессе печати, теряя очень мало своей производительной жизнеспособности. А потому что нанокеллюлоза сделана из дерева, её можно просто переработать вместе с бумагой, на которой она была напечатана.

По сравнению с резистором или конденсатором, транзистор — относительно сложный компьютерный компонент, используемый в устройствах таких как схемы управления питанием или логические схемы и различные датчики. Технология может использоваться в большом здании, нуждающемся в тысячах простых экологических датчиков для мониторинга его энергопотребления или кастомизированных биосенсорных патчах для отслеживания медицинских условий.