Китайские учёные создали биоразлагаемый материал для экологичной электроники

Китайские исследователи разработали биоразлагаемый материал для производства электроники, что открывает новые возможности для создания устойчивой электронной промышленности с замкнутым циклом.

Быстрое накопление электронных отходов становится всё более серьёзной глобальной проблемой. Развитие экологичных технологий в электронике призвано решить эту задачу. Однако существующие методы переработки имеют недостатки: низкое качество переработанных материалов, высокое энергопотребление или жёсткие условия утилизации.

Группа учёных под руководством Юй Шухуна из Научно-технического университета Китая разработала композитную диэлектрическую плёнку на основе целлюлозы — материала, широко используемого в производстве электроники. Для этого исследователи применили комбинацию биотехнологического производства и ферментативного процесса разложения.

«Биотехнологический метод позволяет перерабатывать глюкозу и функциональные строительные блоки в целлюлозные композитные материалы, тогда как ферментативное разложение превращает целлюлозу обратно в глюкозу, не затрагивая другие компоненты», — поясняется в исследовании, опубликованном в журнале Nature Sustainability.

Оба биологических процесса протекают в мягких условиях — без необходимости в высоких температурах, давлении или токсичных химикатах. Это позволяет создать замкнутый цикл от сырья к продукту и отходам без потери качества переработанных материалов.

Исследование также показало, что электронные устройства из нового материала демонстрируют значительно меньшие потери при передаче сигнала по сравнению с коммерческими подложками из эпоксидной смолы. При этом производственные затраты сопоставимы, а экологический след существенно сокращается.

Согласно отчёту Международного союза электросвязи, в 2022 году в мире образовалось около 62 миллиардов кг электронных отходов, из которых лишь 22,3% были переработаны экологически безопасным способом.

Интересный факт: Целлюлоза — самый распространённый органический полимер на Земле, составляющий около 33% всей растительной биомассы. Ежегодно растения производят около 180 миллиардов тонн целлюлозы, что делает её перспективным возобновляемым ресурсом для промышленности.