Печатная плата – основа для любой электронной техники. Именно плата выполняет роль компонента, на котором и происходит монтаж всех остальных элементов. Это привычный и пока что единственный способ изготовления электроники. Тем не менее у него имеется очень большой минус – сложная утилизация, сопровождающаяся серьёзными выбросами в атмосферу. В качестве решения этой проблемы исследователи из Университета Дьюка предложили способ создания печатной электроники, полностью разлагаемой и пригодной для вторичного использования.

Электронные отходы

Электронные устройства используются практически везде, и в быту, и на производствах. Тысячи устройств выполняют очень полезную работу, но они далеко не вечны. Какие-то выходят из строя и заменяются на аналогичные, другие же устаревают и меняются на более новые. В любом случае, каждый день образуется огромное количество отходов. Их, конечно же, утилизируют, но это крайне опасный для окружающей среды и здоровья человека процесс. Причём полезный выход вторсырья от такого процесса очень низкий. Над аналогом стандартных печатных плат работают инженеры из Университета Дьюка, пытаясь найти полностью пригодную к эксплуатации замену.

Инженеры поставили перед собой несколько важных задач: поиск нового принципа для построения печатных плат, новых материалов для их создания, а также разработка разлагаемых электронных компонентов.

Новые печатные платы

По мнению разработчиков, от кремния вряд ли когда-нибудь удастся отказаться. Это слишком универсальный материал. Между тем, в целом ряде случаев можно использовать предложенную ими новую технологию. Прежде всего, они предлагают изменить основу технологии изготовления плат. Сейчас они делаются из текстолита с металлическими токопроводящими цепями и контактами. Исследователи смогли распечатать плату на биоразлагаемом материале при помощи созданных ими трёх видов чернил. Два из них изготовлены на основе графена и нанотрубок, третий же выполняет роль диэлектрика. Для этого твида использовали нанокристаллическую целлюлозу, изготовленную из дерева. Она обладает крайне низкой электропроводностью, поэтому может выполнять роль изолятора в схеме.

При помощи этих же чернил учёным удалось распечатать не только схему, но и электронные компоненты. Начать они решили с транзистора, как с наиболее простого и подходящего элемента. Для этого использовали аэрозольный струйный принтер. Как показал проведённый опыт, распечатанный транзистор полностью выполняет свои функции. Напечатанную на принтере схему испытывали на протяжении полугода, за это время транзистор не утратил своих качеств и нормально работал.

Одним из достоинств такой платы является её полная утилизируемость. Она состоит из биоразлагаемой подложки, графена, углеродных нанотрубок и целлюлозы. При необходимости их можно просто смолоть. Используемые для создания плат материалы можно пустить в дальнейшее производство, их извлекаемость равна практически 100%. Для отделения графена и нанотрубок используются центрифуга и обработка звуковыми колебаниями.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!