科學家開發了由木材製成的可生物降解計算機芯片
目前,我們廢棄的電子產品中約有70%最終出現在垃圾填埋場中,去年在世界範圍內拋棄了4180萬噸的e浪費。這不僅是完全浪費空間的巨大積累,所有這些廢棄的電子設備都在不斷將危險水平的有毒化學物質洩漏到周圍的環境中。
因此,美國的研究人員正在開發某種東西,這些東西可能會使巨大的電子廢物陷入困境 - 一種幾乎完全用木頭製成的高性能半導體芯片。 “芯片中的大多數材料都是支持。我們只為其他一切使用少於幾微米,”一名團隊,威斯康星大學麥迪遜分校的工程師Zhenqiang MA,在新聞稿中說。“現在薯條是如此安全,您可以將它們放在森林中,真菌會降解它。它們變得像肥料一樣安全。”
該芯片的正常支撐層由纖維素納米纖維(CNF)的柔性且可生物降解的層取代,這是一種強壯且透明的材料,當您將其分解為納米級纖維時,它是從木材中得出的。
MA和他的團隊已經花了十年的時間試圖弄清楚如何使生物降解材料的表面變得足夠光滑,可以作為芯片的支撐層,並且具有熱膨脹的能力。他們發現,與他們嘗試的基於石油的聚合物相比,CNF為此做得最好。
“您不希望它擴展或收縮太多。木材是一種天然的水力材料,可以吸引空氣中的水分並膨脹,”一支團隊,肖克·岡說。 “在CNF表面上有環氧塗層,我們既解決表面平滑度和水分屏障。”
該團隊的下一個挑戰是表明,即使是基於木材的芯片也可以執行以及現有的基於砷化鋁的微波芯片(消費電子中最常用的芯片之一)。到目前為止,看起來不錯。
“我在5 x 6毫米的芯片中製作了1,500枚砷耐晶體管,”團隊之一Yei Hwan Jung說,在新聞稿中說。 “通常,對於那個大小的微波芯片,只有八到40個晶體管。該區域的其餘部分剛剛浪費。我們將設計並使用'確定性裝配技術'將其放在CNF上,然後我們可以將其放置在我們想要的任何位置,並以與現有芯片相比可比性的性能使完全功能的電路。”
出版自然通訊,團隊說,這是這種靈活性,以及它完全可以生物降解的事實,他們希望將來使其成為電子公司的吸引人選擇。 “批量生產當前的半導體芯片是如此便宜,行業可能需要花費一些時間來適應我們的設計,”馬說。 “但是靈活的電子設備是未來,我們認為我們將領先於曲線。”