완전히 재활용 가능한 인쇄 전자 제품

더 이상 작동하지 않거나 새 모델을 위해 버려지는 폐기된 전자 장치가 계속해서 늘어나고 있습니다. 문제의 일부는 전자 장치를 재활용하기 어렵다는 것입니다. 구리, 알루미늄 및 강철 스크랩은 재활용할 수 있지만 장치의 핵심에 있는 실리콘 칩은 재활용할 수 없습니다.

엔지니어들은 이제 종이나 기타 유연하고 환경 친화적인 표면에 쉽게 인쇄할 수 있는 3가지 탄소 기반 잉크로 만든 완전히 재활용 가능하고 완전한 기능을 갖춘 트랜지스터를 개발했습니다. 탄소나노튜브와 그래핀 잉크는 각각 반도체와 전도체에 사용된다. 이러한 재료는 인쇄 전자 분야에서 새로운 것은 아니지만 나노셀룰로오스라고 하는 목재 유래 절연 유전체 잉크의 개발로 재활용 가능성의 길이 열렸습니다.

팀은 약간의 식탁용 소금을 뿌리면 인쇄된 트랜지스터에서 절연체로 훌륭하게 작동하는 잉크를 생성하는 나무 섬유에서 추출한 나노셀룰로오스 결정을 현탁시키는 방법을 개발했습니다. 팀은 실온에서 에어로졸 제트 프린터에 있는 세 가지 잉크를 사용하여 전체 탄소 트랜지스터가 초기 인쇄 후 6개월 후에도 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있을 만큼 충분히 잘 작동함을 보여주었습니다.

장치를 일련의 욕조에 담그고 음파로 부드럽게 진동시킨 다음 생성된 용액을 원심분리하면 탄소 나노튜브와 그래핀이 거의 100%의 평균 수율로 순차적으로 회수됩니다. 그러면 두 재료 모두 동일한 인쇄 프로세스에서 재사용할 수 있지만 성능 실행 가능성은 거의 손실되지 않습니다. 또한 나노셀룰로오스는 나무로 만들어지기 때문에 인쇄된 종이와 함께 간단히 재활용할 수 있습니다.

트랜지스터는 저항이나 커패시터에 비해 상대적으로 복잡한 컴퓨터 부품으로 전력 제어나 논리 회로, 각종 센서 등에 사용된다. 이 기술은 에너지 사용을 모니터링하기 위해 수천 개의 간단한 환경 센서가 필요하거나 의학적 상태를 추적하기 위한 맞춤형 바이오센싱 패치가 필요한 대규모 건물에서 사용될 수 있습니다.