Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Biologicky odbúrateľný e-atrament pre ekologickú 3D tlačenú elektroniku

Biologicky odbúrateľný e-atrament pre ekologickú 3D tlačenú elektroniku
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
21. 12. 2021
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Ako sa čoraz viac začínajú objavovať 3D tlačené elektrické obvody, mohol by sa zhoršiť problém s elektronickým odpadom. Aj preto sa švajčiarski vedci rozhodli vyvinúť nový „e-atrament“ z prírodného zdroja, ktorý sa po likvidácii biologicky rozloží.

V súčasnosti je väčšina 3D tlačených obvodov vyrobená z vodivých elektronických atramentov, ktoré obsahujú ťažké kovy a neobnoviteľné polyméry na báze ropy. Pretože sa tieto obvody dajú ľahko a lacno 3D tlačiť, sú ideálne pre elektronické zariadenia na jedno použitie. Keď sa však tieto zariadenia vyhodia, opätovné získanie alebo bezpečná likvidácia e-atramentov v nich môže byť dosť náročné, až natoľko, že sa to nemusí vôbec udiať.

Výskumníci zo švajčiarskeho výskumného inštitútu Empa preto hľadali alternatívu, ktorá je šetrnejšia k životnému prostrediu, a vyvinuli 3D tlačiteľný elektronický atrament vyrobený z obnoviteľných materiálov. Ten sa po vystavení vplyvom živlov rozpadne a možno ho odstrániť aj pomocou alkoholu.

Dva 3D vytlačené kvádre z biologicky odbúrateľného e-atramentu (každý meria 1 cm na šírku). V pozadí sú vidieť vytlačené elektronické senzory.

Predĺžené grafitové doštičky pritom poskytujú väčšinu vodivosti e-atramentu. Častice vodivého uhlíka sa používajú na premostenie medzier medzi týmito doštičkami. Dve lacné formy uhlíka sú obsiahnuté v matrici šelaku, ktorý pochádza zo živice vylučovanej hmyzom z nadčelade červce (Coccoidea).

Počas experimentov, ktoré zahŕňali rôzne veľkosti grafitových doštičiek a rôzne zmiešavacie pomery, vedci nakoniec prišli s odolným, flexibilným, vodotesným a vysoko vodivým elektronickým atramentom, ktorý možno tlačiť 2D aj 3D pomocou existujúcich technológií. Použili ho už v predmetoch, ako je deformačný senzor, v ktorom sa elektrický odpor plošného spoja mení, keď sa senzor ohýba.

Biologicky odbúrateľný elektronický atrament (čierny) možno vytlačiť na zakrivené štruktúry, ako sú fľaše.

Tím dúfa, že tento atramentový systém bude možné použiť na aplikácie v udržateľnej tlačenej elektronike. Napríklad pre vodivé dráhy a senzorové prvky v inteligentných obaloch a biomedicínskych zariadeniach alebo v oblasti potravinového a environmentálneho snímania.

Článok o výskume bol nedávno publikovaný v magazíne Scientific Reports.