Екологичната, напълно рециклируема електроника не е мит, е реална възможност
(илюстрация: Ella Maru Studios)
Учени от университета Дюк (САЩ) създадоха първата в света електронна схема от напълно рециклируеми тънкослойни транзистори, които не използват токсични материали. По отношение на производителността, тези транзистори значително отстъпват на своите полупроводникови събратя, но разработката дава надежда за екологично бъдеще на електрониката.
Тънкослойните транзистори са в основата на масови продукти като дисплеите, хиляди тонове от които се изхвърлят на сметищата всяка година. За учените е важно да покажат екологична перспектива за тази област на електрониката и с новата разработка успяват, отбелязва SciTechDaily.
Основният проблем в печатната електроника е, че трудно се поддържа многослоен дизайн – когато слоевете са много и с различна консистенция, смесването им е проблемно. То може да се направи със „сериозна химия”, но ако еколозите се заемат с работата и използват само чиста вода като разтворител, възникват трудности.
При създаване на нетоксичен тънкослоен транзистор учените са използвали дървесна целулоза (наноцелулоза) като изолационен материал, графен като проводима боя и разтвор с въглеродни нанотръби за отпечатване на полупроводниковите слоеве.
Това са трите основни „мастилени” решения за печат на транзистори и електроника като цяло. Във всички случаи разтворителят е чиста вода.
Основната трудност възниква при печата на полупроводниковите елементи. Въглеродните нанотръби, поставени във вода, се слепват и подреждат неравномерно. Проблемът е решен чрез добавяне на повърхностно активни вещества към разтвора, но тяхното използване изисква или окончателно измиване на отпечатания материал с химически реактиви, или продължително сушене. И двата метода не са екологични и се налага корекция.
Учените разработват технологичен процес, който осигурява поетапно отпечатване на многослойни електронни структури с кратки периоди на изсъхване. Твърди се, че методът е напълно екологичен и доказва концепцията за напълно нетоксична и 100% рециклируема електроника.
Някои от суровините могат да се изхвърлят безопасно – това е целулозата, а въглеродните тръби могат да бъдат премахнати и да се използват отново в производството на нови електронни схеми.
„Ефективността на нашите тънкослойни транзистори не съответства на най-добрите налични [транзистори] в момента, но те са достатъчно конкурентни, за да покажат на изследователската общност, че всички ние трябва да направим повече, за да направим тези процеси по-екологични”, казват авторите на изследването, което е публикувано в сп. Nano Letters.