`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Разработана полностью перерабатываемая печатная электроника

0 
 

Инженеры Университета Дьюка разработали первую в мире печатную электронику, полностью пригодную для вторичной переработки. Демонстрируя важнейший и относительно сложный компонент компьютера - транзистор, созданный с помощью трех чернил на углеродной основе, исследователи надеются вдохновить новое поколение перерабатываемой электроники на помощь в борьбе с растущей глобальной эпидемией электронных отходов.

«Компьютерные компоненты на основе кремния, вероятно, никогда не исчезнут, и мы не ожидаем, что легко перерабатываемая электроника, такая как наша, заменит технологии и устройства, которые уже широко используются, - сказал Аарон Франклин (Aaron Franklin), профессор электротехники и компьютерной инженерии в Duke. - Но мы надеемся, что благодаря созданию новой, полностью перерабатываемой, легко печатаемой электроники и демонстрации того, на что она способна, позволит ей широко использоваться в будущих приложениях».

По мере того как люди во всем мире внедряют в свою жизнь все больше электроники, постоянно растет куча выброшенных устройств, которые либо больше не работают, либо были выброшены в пользу более новой модели. По оценкам ООН, перерабатывается менее четверти миллиона фунтов электроники, выбрасываемой каждый год. И проблема будет только усугубляться, поскольку мир переходит на устройства 5G, а IoT продолжает расширяться.

Отчасти проблема заключается в том, что электронные устройства трудно утилизировать. На крупных предприятиях работают сотни рабочих, которые взламывают громоздкие устройства. Но в то время как отходы меди, алюминия и стали можно переработать, кремниевые чипы, лежащие в основе устройств, нельзя.

В новом исследовании Франклин и его лаборатория демонстрируют полностью перерабатываемый, полностью функциональный транзистор, сделанный из трех чернил на углеродной основе, которые можно легко напечатать на бумаге или другой гибкой, экологически чистой поверхности. Углеродные нанотрубки и графеновые чернила используются для полупроводников и проводников соответственно. По словам Франклина, хотя эти материалы не являются новинкой в мире печатной электроники, путь к вторичной переработке был открыт с разработкой изоляционных диэлектрических чернил на основе древесины, называемых наноцеллюлозой.

«Наноцеллюлоза является биоразлагаемой и уже много лет используется в таких областях, как упаковка, - сказал Франклин. - И хотя люди уже давно знают о его потенциальном применении в качестве изолятора в электронике, никто раньше не придумал, как использовать ее в чернилах для печати. Это один из ключей к обеспечению функциональности этих полностью перерабатываемых устройств».

Исследователи разработали метод получения суспензии кристаллов наноцеллюлозы, извлеченных из древесных волокон, который при добавлении небольшого количества поваренной соли дает чернила, превосходно действующие как изолятор в их печатных транзисторах. Используя три краски в аэрозольном струйном принтере при комнатной температуре, команда показывает, что их полностью углеродные транзисторы работают достаточно хорошо для применения в самых разных областях, даже через шесть месяцев после первой печати.

Затем команда продемонстрировала, насколько пригодна для вторичной переработки их конструкция. Погружая свои устройства в ряд ванн, осторожно вибрируя их звуковыми волнами и центрифугируя полученный раствор, углеродные нанотрубки и графен последовательно восстанавливаются со средним выходом почти 100%. Оба материала могут быть повторно использованы в одном и том же процессе печати, при этом практически не теряя своей жизнеспособности. А поскольку наноцеллюлоза сделана из дерева, ее можно просто переработать вместе с бумагой, на которой она была напечатана.

По сравнению с резистором или конденсатором транзистор представляет собой относительно сложный компьютерный компонент, используемый в таких устройствах, как управление мощностью или логические схемы и различные датчики. Франклин объясняет, что, сначала продемонстрировав полностью перерабатываемый многофункциональный печатный транзистор, он надеется сделать первый шаг к коммерческой технологии, применяемой для простых устройств.

«Подобная перерабатываемая электроника никоим образом не заменит собой целую отрасль с оборотом в полтриллиона долларов, и мы, конечно, далеки от того, чтобы печатать перерабатываемые компьютерные процессоры, - сказал Франклин. - Но демонстрация этих типов новых материалов и их функциональности, мы надеемся, станет ступенькой в правильном направлении для нового типа жизненного цикла электроники».

Разработана полностью перерабатываемая печатная электроника

3D-рендеринг первого полностью перерабатываемого печатного транзистора

Вы можете подписаться на нашу страницу в LinkedIn!

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT