完全にリサイクル可能なプリンテッドエレクトロニクス

廃棄された電子機器の山が増え続けており、それらはもはや機能しないか、新しいモデルのために捨てられています。問題の一部は、電子機器のリサイクルが難しいことです。銅、アルミニウム、鋼のスクラップはリサイクルできますが、デバイスの中心にあるシリコンチップはリサイクルできません。

エンジニアは現在、紙やその他の柔軟で環境に優しい表面に簡単に印刷できる3つのカーボンベースのインクで作られた、完全にリサイクル可能で完全に機能するトランジスタを開発しました。半導体にはカーボンナノチューブ、グラフェンインクは導体にそれぞれ使用されています。これらの材料はプリンテッドエレクトロニクスの世界では目新しいものではありませんが、ナノセルロースと呼ばれる木材由来の絶縁誘電体インクの開発により、リサイクル可能性への道が開かれました。

チームは、木部繊維から抽出されたナノセルロースの結晶を懸濁する方法を開発しました。これにより、少量の食卓塩を振りかけることで、印刷されたトランジスタの絶縁体として見事に機能するインクが生成されます。チームは、エアロゾルジェットプリンターで3つのインクを室温で使用して、最初の印刷から6か月後でも、オールカーボントランジスタがさまざまなアプリケーションで使用するのに十分な性能を発揮することを示しました。

デバイスを一連の浴に沈め、音波で穏やかに振動させ、得られた溶液を遠心分離することにより、カーボンナノチューブとグラフェンがほぼ100％の平均収率で順次回収されます。その後、両方の材料を同じ印刷プロセスで再利用できますが、パフォーマンスの実行可能性はほとんど失われません。また、ナノセルロースは木でできているため、印刷した紙と一緒に簡単にリサイクルできます。

トランジスタは、抵抗やコンデンサと比較して、電力制御や論理回路、さまざまなセンサーなどのデバイスで使用される比較的複雑なコンピュータコンポーネントです。このテクノロジーは、エネルギー使用量を監視するための何千もの単純な環境センサーや、病状を追跡するためのカスタマイズされたバイオセンシングパッチを必要とする大きな建物で使用できます。

デバイスは、光学と画像分析を組み合わせて生体分子をカウントします小さなワイヤレスインプラントが体内の深部の酸素を検出

センサー