Основа компьютерных чипов и батарей, как правило, изготавливается из пластика, не подлежащего переработке, но использование кожицы определенного вида грибов вместо этого позволит сократить количество электронных отходов
Использование грибной кожицы для изготовления основы компьютерных чипов и батарей облегчит их переработку.
Все электронные схемы, состоящие из проводящих металлов, должны находиться в изолирующей и охлаждающей основе, называемой подложкой. Почти в каждом компьютерном чипе эта подложка сделана из неперерабатываемых пластиковых полимеров, которые часто выбрасываются по окончании срока службы чипа. Это вносит свой вклад в 50 миллионов тонн электронных отходов, которые производятся каждый год.
"Подложка сама по себе является наиболее сложной для переработки", - говорит Мартин Кальтенбруннер из Университета Иоганна Кеплера в Линце, Австрия. "Она также является самой большой частью электроники и имеет самую низкую стоимость, поэтому если у вас есть определенные чипы на ней, которые на самом деле имеют высокую стоимость, вы можете захотеть их переработать".
Перейдем к практике.
Кальтенбруннер и его коллеги попробовали использовать кожу гриба Ganoderma lucidum в качестве биоразлагаемой электронной подложки.
Этот гриб, который обычно растет на гниющей древесине, образует кожуру для защиты своего мицелия, корнеподобной части гриба, от чужеродных бактерий и других грибов. На других грибках, протестированных исследователями, кожица не росла. Когда они извлекли и высушили кожу, то обнаружили, что она гибкая, является хорошим изолятором, выдерживает температуру более 200°C (390°F) и имеет толщину, подобную толщине листа бумаги - хорошие свойства для подложки схемы.
Если хранить кожу вдали от влаги и ультрафиолета, она может прослужить сотни лет, говорит Кальтенбруннер, поэтому она вполне подойдет для срока службы электронного устройства. Важно, что она также может разложиться в почве примерно за две недели, что делает ее легко перерабатываемой.
Кальтенбруннер и его команда создали металлические цепи поверх кожицы мицелия и показали, что они проводят почти так же хорошо, как и на стандартных пластиковых полимерах. Подложка остается эффективной даже после сгибания более 2000 раз, и исследователи продемонстрировали, что она также может работать в качестве базовой батареи для маломощных устройств, таких как датчики Bluetooth.
Исследователи надеются, что грибная подложка будет использоваться для электроники, которая не рассчитана на длительную работу, например, носимых датчиков или радиометок, но сначала им нужно показать, что она может работать в современных промышленных электронных процессах.
"Созданные прототипы впечатляют, а полученные результаты являются революционными", - говорит Эндрю Адамацки из Университета Западной Англии в Бристоле, Великобритания. По его словам, сочетание кожи мертвого мицелия с пластырями из живого грибкового материала, разрабатываемого для возможного применения в качестве сенсорной кожи для адаптивных зданий и роботов, может помочь в разработке носимых грибковых устройств.
Журнал: Science Advances