Wissenschaftler haben eine Methode zur Herstellung von Mikroschaltungen aus Holz entwickelt

Wissenschaftler der Universität von Wisconsin in Madison (USA) haben zusammen mit der Abteilung des Forest Products Agricultural Laboratory (FPL) ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips entwickelt, der fast ausschließlich aus Holz besteht , um die Menschheit von Bergen langlebigen giftigen Mülls zu befreien . Insbesondere aus biologisch abbaubarer Nanofibrillencellulose (CNF).

Gegenwärtig ist der Fortschritt der Mikroelektronik alarmierend schnell, und die Anzahl veralteter Geräte, die die Eigentümer loswerden, wenn sie sie einfach wegwerfen, wächst ständig. Fabriken zur Verarbeitung alter Elektronik können einen solchen Strom nicht bewältigen. Laut Statistik wurden 2010 nur 11% der weggeworfenen Mobilgeräte, 17% der Fernseher und 40% der Computer recycelt.

„Der größte Teil der Mikroschaltung ist das Substrat“, sagt Zhenkyan Ma, der Leiter der Arbeit . "Im Übrigen bleiben nicht mehr als ein paar Mikrometer übrig." Die neuen Mikrokreise sind so sicher, dass sie im Wald zurückgelassen und von Pilzen gefressen werden können. Sie sind so sicher wie Düngemittel. “



FPL Zhiyon Tsay entwickelt seit 2009 nachhaltige biologisch abbaubare Nanomaterialien. Er erklärte, dass Papier bei der herkömmlichen Holzverarbeitung aus Fasern hergestellt werden kann. Wenn Sie sie jedoch weiter im Nanobereich schleifen, können Sie aus solchen Rohstoffen ein haltbares, flexibles und transparentes CNF-Papier herstellen.

Die Hauptaufgaben, die bei der Herstellung des Substrats aus einem neuen Material gelöst werden mussten, waren ausreichende Glätte und Einhaltung der angegebenen Parameter der Wärmeausdehnung. Dank einer speziellen Epoxidbeschichtung konnte ein ausreichend umweltschonendes Substrat hergestellt werden, um keine überschüssige Feuchtigkeit aufzunehmen - wie dies bei Holz üblich ist.

Gleichzeitig verleiht ihm die Beschichtung die nötige Glätte. Und im Vergleich zu Polymeren aus Erdöl hat CNF einen relativ kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten.

In modernen drahtlosen Geräten werden Mikroschaltungen aus Galliumarsenid hergestellt - dies ermöglicht es ihnen, bei hohen Frequenzen zu arbeiten und weniger Energie zu verbrauchen. Diese Verbindung ist jedoch sehr giftig und kann die Umwelt ernsthaft schädigen. Die CNF-basierte Chip-Technologie ermöglicht es, viel weniger Galliumarsenid zu verwenden.

Den Forschern zufolge sind die vorhandenen Produktionstechnologien seit langem ausgearbeitet und daher sehr billig. Die Zukunft liegt jedoch in flexiblen Mikroschaltungen, und auf die eine oder andere Weise werden neue, umweltfreundlichere Technologien von den Herstellern übernommen.