Biodegradabilní a flexibilní polovodiče ze Stanfordu

Počítačová technika a elektronika obecně je podstatný zdroj odpadu po celém světě a i když se s ním vyspělé země umí s využitím recyklace celkem slušně vypořádat, na druhou stranu jsou tamní lidé největšími spotřebiteli. Firmy a prodejci na nás neustále tlačí, abychom si vyměnili sotva pár let starý telefon, počítač, tablet, a to buď prostou prezentací nejnovějších modelů s funkcemi, co prostě musíme mít, nebo zanedbanou podporou starších modelů, jež by jinak mohly ještě dlouho sloužit. V každém případě je tu dle United Nations Environment Program výsledek v podobě téměř 50 milionů tun elektronického odpadu ročně, což se týká předpokladu pro tento rok, a to představuje meziroční nárůst o 20 procent.
I proto se inženýrka ze Stanfordu Zhenan Bao a její tým začala zabývat vývojem nového typu polovodičů, které by se samy dokázaly v přírodě rozložit. Klíčový je v tomto případě jistý polymer, který se může v krátké době rozložit na neškodné organické molekuly, ale to nemá hrozit v době, kdy je zařízení ještě používáno. Materiál se začne rozkládat pouze tehdy, kdy je vystaven působení slabé kyseliny, na což stačí třeba prostý zředěný ocet. Pak je to otázka jednoho měsíce.
Samotný materiál je navíc velice flexibilní, jak ukazuje úvodní fotografie, kde je obtočen kolem lidského vlasu, což vyžaduje také příslušný "nosič" jako obdobu desky plošných spojů. Klíčový byl v tomto případě vývoj polymeru, který musel být rozložitelný, flexibilní a zároveň schopný vodit elektřinu. Řešení bylo použít speciální chemické vazby v polymerech, které jsou pojmenovány jako reverzibilní iminové vazby. Ty se po vystavení kyselině rozpadnou, a polymer se tak rozloží.

Laboratorní vzorek jako výsledek aplikace této technologie využívá elektrické komponenty vyrobené ze železa, které přírodě nijak nevadí. Substrát, na němž jsou obvody vytvořeny, je zase vyroben primárně z celulózy, jejíž vlákna byla modifikována, aby byl výsledný materiál průhledný a snadněji se rozpadl.

Jaká je ale vize jeho tvůrců? Ti vidí jeho možné použití v nositelných zařízeních, všudepřítomných senzorech či čipech na jedno použití. K praktické aplikaci a komerčnímu nasazení ale vede ještě dlouhá cesta, takže je otázka, zda tuto technologii někdy vůbec uvidíme na vlastní oči.

Zdroj: Extremetech