Разработват биоразградими компютърни чипове от дърво

В момента около 70% от изхвърлената електроника отива по сметищата. Това са около 41.8 милиона тона електронни отпадъци всяка година. И това е не само голяма загуба на пространство, но и огромно замърсяване на природата, причинено от изтичането на опасни химикали, пише SciencеAlert.

Изследователи от САЩ разработват нещо, което ще сложи край на този порочен кръг – висококачествен полупроводников чип, направен почти изцяло от дърво. „По-голямата част от материалите в един чип са за поддръжка. За всичко останало използваме по-малко от два микрометра място“, казва Женкянг Ма от университета Уисконсин-Мадисън. „Тези чипове са толкова безопасни, че може да ги оставяме в гората и плесените ще ги разграждат. Безопасни са точно колкото торовете.“

Поддържащият слой при този чип е заменен от гъвкав и биоразградим слой целулозен нанофибрил – здрав и прозрачен материал, който се добива чрез разграждането на дървен материал на нанофибри.

Ма и екипът му прекарали повече от десетилетие в опити да разберат как да направят повърхността на биоразградимия материал по-гладка и с по-голям капацитет за термично разширение. Те разбрали, че целулозните фибри работят по-добре от базираните на петрола полимери.

„Не искахме да се разширява или свива прекалено много. Дървото е естествен хигроскопичен материал и може да привлича влагата от въздуха и да се разширява“, казва един от участниците Шаокин Гонг. „Решихме и двата проблема – гладкостта на повърхността и бариерата за влажност – чрез епоксидна обвивка.“

Следващото предизвикателство пред учените  е да покажат, че дървеният чип може да се представя също толкова добре колкото и съществуващите микровълнови чипове, базирани на галиев арсенид – едни от най-употребяваните чипове в електрониката. Засега чипът се справя добре.

„Поставил съм 1500 галиевоарсенидни транзистора в чип с размери 5Х6 милиметра“, пояснява Йей Хлан Джунг. „Обикновено в чиповете с този размер има между 8 и 40 транзистора. Останалата част от мястото е просто загуба на пространство. Като вземем този дизайн и го използваме при целулозните нанофибрили, използвайки метод, наречен „техника за детерминистично монтиране“, можем да го поставим навсякъде и да направим напълно функционална верига, която е способна да се мери със съществуващите чипове.“

Учените се надяват, че заради гъвкавостта и биоразградимостта си този чип ще е атрактивен избор за технологичните компании. „Масовото производство на сегашните полупроводниковите чипове е толкова евтино, затова вероятно ще отнеме време на индустрията да се адаптира към нашия дизайн“, допълва Ма. „Но бъдещето е в гъвкавата електроника и ние вече ще сме подготвени.“