211service.com
Bioloģiski noārdāma datora mikroshēma, kas darbojas pārsteidzoši labi
Saskaņā ar jauniem pētījumiem bioloģiski noārdāmās, uz koksni balstītās datoru mikroshēmas var darboties tikpat labi kā mikroshēmas, kuras parasti izmanto bezvadu sakariem.
Elektroniskie komponenti, kas izgatavoti no gallija arsenīda, atrodas uz virsmas, kas izgatavota no nanocelulozes, kas izgatavota no koka.
Izgudrotāji apgalvo, ka jaunās mikroshēmas varētu palīdzēt risināt globālo problēmu saistībā ar strauji uzkrājošiem elektroniskajiem atkritumiem, no kuriem daži satur potenciāli toksiskus materiālus. Rezultāti arī parāda, ka caurspīdīgs, koksnes materiāls, ko sauc par nanocelulozes papīru, ir pievilcīga alternatīva plastmasai kā elastīgas elektronikas virsma.
Parastā mikroshēmu ražošanā elektroniskie komponenti, piemēram, tranzistori, tiek izgatavoti uz cietas vafeles virsmas, kas izgatavota no pusvadoša materiāla, piemēram, silīcija. Viskonsinas universitātes pētnieki, kuru vadīja Džecjans (Džeks) Ma , elektrotehnikas un datortehnikas profesors, elektroniskās sastāvdaļas izgatavoja līdzīgā veidā, bet pēc tam izmantoja gumijas zīmogu, lai tās paceltu no plāksnītes un pārnestu uz jaunu virsmu, kas izgatavota no nanocelulozes. Tas samazināja izmantotā pusvadītāju materiāla daudzumu līdz pat 5000, nezaudējot veiktspēju.
Divās nesenajās demonstrācijās Ma un viņa kolēģi parādīja, ka viņi var izmantot nanocelulozi kā atbalsta slāni radiofrekvenču shēmām, kuru darbība ir salīdzināma ar viedtālruņos un planšetdatoros parasti izmantotajām ierīcēm. Viņi arī parādīja, ka šīs mikroshēmas var sadalīt parastā sēnīte.
Lielākā daļa pusvadītāju materiāla mūsdienu mikroshēmās veido atbalsta slāni, un aktīvās elektroniskās sastāvdaļas veido tikai ļoti nelielu daļu. Tas ir dārgs atkritums, saka Ma, un dažu materiālu gadījumā tas var izraisīt bīstamu piesārņojumu, kad ierīce tiek izmesta.
Pēdējos gados pētnieki ir pierādījuši, ka nanoceluloze, kas iegūta, sadalot koksnes šķiedras līdz nanomērogam, var būt dzīvotspējīgs atbalsta materiāls dažādām elektroniskām ierīcēm, tostarp saules baterijām. Tomēr nesenās demonstrācijas ir pirmās, kas atklāj īpašības, kas padara materiālu daudzsološu izmantošanai efektīvās, augstas veiktspējas radiofrekvenču shēmās, saka Ma.
Ma saka, ka tādas mikroshēmas kā viņa grupas izgatavotās ir gatavas komercializācijai. Taču viņš uzskata, ka, visticamāk, būs nepieciešams paaugstināts vides spiediens vai retu pusvadītāju materiālu, piemēram, gallija, cenas pieaugums, lai galvenā elektronikas nozare mainītu savu pašreizējo praksi un apsvērtu iespēju izgatavot mikroshēmas no koka.
Tādas ierīču ražošanas metodes kā Ma un viņa kolēģu izstrādātās metodes elektronikas nozarē kļūst arvien populārākas Džons Rodžerss , materiālu zinātnes profesors Ilinoisas Universitātē Urbana-Champaign. Rodžerss sākotnēji izstrādāja metodi, ko Ma grupa izmantoja, lai pārnestu nelielu daudzumu pusvadītāju materiāla no lielas vafeles uz nanocelulozes virsmu.
Militāristi ir ļoti ieinteresēti pārejošā elektronikā, kas kaut kādā veidā pasliktinātos, lai novērstu jutīgas elektronikas nonākšanu pretinieku rokās, saka Rodžerss. Bet, iespējams, vissvarīgākais Ma neseno demonstrāciju aspekts ir potenciālais ieguvums videi, viņš saka. Visu formu un izmēru ierīces, kas var sazināties bezvadu režīmā, strauji pieaug, un šī tendence neliecina par palēnināšanās pazīmēm. Cilvēki bieži jaunina savas ierīces, un novecojušas ierīces parasti tiek izmestas. Kas notiek ar visām šīm atkritumu plūsmām? Es domāju, ka tas ir diezgan likumīgs jautājums, ko uzdot, viņš saka.