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.
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.
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.