С развитием технологий переработки отходов появляется всё больше проектов «экологичной электроники». Одна из наиболее перспективных технологий разрабатывается в Университете Дьюка в США, где представлен полностью функциональный транзистор, который можно напечатать на бумаге 3D-принтером с использованием угольных чернил. Исследователи полагают, что таким образом можно было бы заменить кремниевые чипы, используемые почти во всех современных устройствах.
Проблема создания экологичных аналогов кремниевых транзисторов считается одной из главных помех на пути к минимизации отходов. Учитывая, что в одном только смартфоне миллионы транзисторов, а с развитием технологий гаджеты обновляются очень часто, — цифровизация общества наносит серьёзный ущерб экологии.
По оценкам ООН, только четверть всей электронной продукции подлежит переработке в той или иной степени. В основном из старых устройств получают металлы — медь, алюминий и сталь. Возможность печати чипов на 3D-принтерах могло бы открыть новые перспективы для переработки.
Чернила на древесной основе
Технология перерабатываемых транзисторов отталкивается от разработок наноцеллюлозы, — «изолирующих диэлектрических чернил на древесной основе».
Крошечные древесные волокна обрабатывают поваренной солью так, чтобы в сочетании с другими чернилами получить новый материал-заменитель. И это может стать поворотным моментов для развития производства, — объясняет профессор электротехники и компьютерной инженерии Университета Дьюка Аарон Франклин:
«Наноцеллюлоза биоразлагаема и уже много лет используется, например, в упаковке. Хотя уже давно известно о его потенциале в качестве изолятора в электронике, никто раньше не мог придумать, как использовать его в чернилах для печати. Это один из ключей к обеспечению работоспособности полностью перерабатываемых устройств».
Выдержит ли новый материал испытание временем?
Пока что компоненты, созданные с использованием новой технологии, не показывают признаков истощения. С первоначальной печати прошло уже полгода. Ученые тестировали чернила также, погружая их в ёмкости с различным давлением звуковых волн.
Когда новый транзистор будет собран и отслужит свой срок, его можно будет переработать, используя обычные решения, — ведь это в конечном счёте древесина и бумага.
Следующим шагом для создания «зелёной» электроники должно стать создание целых процессоров с использованием напечатанных транзисторов. Пока что это выглядит как проект из области фантастики, — признаёт профессор Франклин, ведь освоить рынок оборудования объёмом в полтриллиона долларов непросто.
«Компоненты компьютеров на основе кремния, вероятно, никогда не исчезнут», — говорит эксперт. Он, впрочем, надеется, что демонстрация того, как легко можно печатать электронные схемы и насколько они эффективны, будет способствовать распространению новой технологии.
