半导体板前长出蘑菇

蘑菇皮可以制成可生物降解的电脑芯片

图片来源:Pixabay

约翰内斯·开普勒大学的一组研究人员发现,一种蘑菇的表皮可以用作生物降解的计算机芯片基底。

使用蘑菇皮作为计算机芯片和电池的基础可能是一个可持续的替代方案,减少了该技术对环境的影响。

作为制造计算机芯片过程的一部分,它们的电子电路由导电金属制成,需要放置在一个叫做基板的绝缘和冷却底座上。这种芯片通常由不可回收的塑料聚合物制成,在芯片寿命结束时被丢弃,导致每年产生5000万吨电子垃圾。

奥地利林茨约翰内斯·开普勒大学的一组研究人员从某种蘑菇的表皮中提取出了一种生物可降解的聚合物替代品。

蘑菇皮做成的薯片

由蘑菇皮制成的芯片/来源:约翰内斯·开普勒大学林茨分校软物质物理系。图片由Doris Danninger拍摄

图片来源:约翰内斯·开普勒大学林茨分校软物质物理系。图片由Doris Danninger拍摄

用于这项研究的蘑菇是灵芝,它生长在死去的硬木树上。科学家们注意到,蘑菇长出一层皮肤来覆盖它的菌丝体——它的根状部分——并保护它免受其他真菌和细菌的伤害。

当提取和干燥后,科学家们发现这种皮肤是一种很好的绝缘体,因为它能够承受200°C(390°F)以上的温度,其厚度类似于一张纸。

研究人员说,如果远离水分和紫外线,皮肤可能可以持续几百年,比电子设备的寿命还要长。此外,它还可以在土壤中分解约两周,使其很容易回收。

约翰内斯·开普勒大学的马丁·卡尔滕布鲁纳说:“基质本身是最难回收的。”“它也是电子产品中最大的部分,但价值最低,所以如果上面的某些芯片实际上价值很高,你可能会想要回收它们。”

蘑菇皮做成的薯片

由蘑菇皮制成的芯片/来源:约翰内斯·开普勒大学林茨分校软物质物理系。图片由Doris Danninger拍摄

图片来源:来源:约翰内斯·开普勒大学林茨分校软物质物理系。图片由Doris Danninger拍摄

该团队开发了一种利用物理气相沉积将金属电子电路组件沉积到皮肤上的方法,随后使用了烧蚀激光。

测试结果表明,该皮肤的工作性能几乎与传统塑料基材一样好,并且可以承受反复弯曲。经过2000次弯曲后,研究小组发现材料没有破损。

Kaltenbrunner和他的团队在菌丝体表皮上构建了金属电路,并表明它们的导电性能几乎与标准塑料聚合物一样好。除了半导体,该团队还假设蘑菇皮也可以用于生产某些低功耗设备的电池,如蓝牙传感器或无线电标签。

位于英国布里斯托尔的西英格兰大学的Andrew Adamatzky说:“生产的原型令人印象深刻,结果是开创性的。”

自2020年开始短缺以来,经济损失半导体的缺乏所造成的损失可达数十亿美元。

过去两年里,芯片短缺已迫使福特、捷豹路虎、大众、通用汽车、日产、戴姆勒、宝马、雷诺和丰田纷纷停产关闭工厂,缩减生产,排除高端功能例如综合卫星导航系统,它依赖于先进的半导体技术,从新车。

调查结果发表在杂志上科学的进步

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