Kulit miselium jamur dapat digunakan sebagai substrat untuk perangkat elektronik, fisikawan dan ilmuwan material di Austria telah menunjukkan. Tim menggunakan kulit tipis untuk membuat perangkat penginderaan otonom yang terdiri dari baterai miselium, sensor kelembaban dan kedekatan, dan modul komunikasi Bluetooth. Selain menyediakan permukaan yang fleksibel untuk sirkuit listrik yang akan dipola, kulitnya dapat terurai secara hayati dan dapat membantu mengurangi limbah elektronik.
Para peneliti menghasilkan kulit miselium dari jamur Ganoderma lucidum, yang tumbuh pada kayu mati di iklim sedang. Untuk membuat sirkuit elektronik, mereka menggunakan pengendapan uap fisik untuk menempatkan lapisan tipis tembaga dan emas pada kulit. Logam kemudian dihilangkan dari lapisan permukaan ini melalui ablasi laser, meninggalkan jalur konduksi. Para peneliti menamai pendekatan baru ini untuk menciptakan elektronik yang fleksibel dan dapat terurai secara hayati "MycelioTronics", menggambarkan pekerjaan mereka Kemajuan ilmu pengetahuan.
Banyaknya perangkat yang diproduksi saat ini, seiring dengan penurunan masa pakainya, menyebabkan limbah elektronik dalam jumlah yang sangat besar, dan volumenya meningkat dengan cepat. Menurut Pemantau Limbah Elektronik Global 2020, sebuah rekor 53.6 juta ton limbah elektronik dibuang pada tahun 2019 – angka yang diproyeksikan meningkat menjadi 74.7 juta ton pada tahun 2030.
Ada juga peningkatan fokus pada pengembangan elektronik fleksibel, untuk sensor otonom untuk pemantauan kesehatan, misalnya, yang memiliki rentang hidup hanya beberapa hari atau minggu. Berdasarkan Martin Kaltenbrunner, seorang fisikawan di Universitas Johannes Kepler, untuk jenis elektronik ini, komponen yang dapat terurai secara hayati akan sangat menguntungkan.
“Satu hal yang sangat sulit untuk didaur ulang adalah papan sirkuit fleksibel atau tercetak… harganya terlalu murah dan terlalu sulit untuk dipisahkan menjadi bagian-bagiannya masing-masing,” jelas Kaltenbrunner. Para ilmuwan telah mencari pengganti papan sirkuit berbasis polimer dalam perangkat fleksibel dengan kertas, tetapi Kaltenbrunner mengatakan bahwa ini tidak berkelanjutan. Produksi kertas terlalu intensif air dan energi.
Kulit seperti kertas
Saat mengerjakan bahan berbasis jamur untuk insulasi bangunan, Kaltenbrunner dan rekannya memperhatikan bahwa jamur menghasilkan kulit miselium yang padat dan padat, yang merupakan jaringan benang jamur. Kulit ini tampak seperti kertas dan para ilmuwan bertanya-tanya apakah bisa digunakan untuk papan sirkuit fleksibel.
Tim menumbuhkan kulit miselium dengan menutupi serutan kayu beech lembab yang diinokulasi Ganoderma lucidum dengan kisi pemisah polietilen dan menyimpannya pada suhu 25°C. Setelah pertumbuhan jamur yang cukup, separator dicabut dari substrat dan kulit miselium dikupas dengan hati-hati dari separator. Miselium basah kemudian dikeringkan dan dikompres untuk menghasilkan kulit akhir.
Setelah pengendapan dan ablasi laser dari lapisan logam, para peneliti menguji papan sirkuit miselium yang dihasilkan. Mereka menemukan bahwa mereka memiliki konduktivitas dan stabilitas termal yang tinggi, dan mampu menahan sekitar 2000 siklus tekukan sebelum lapisan logam mulai retak dan hambatan listrik meningkat. Kulit juga bisa dilipat beberapa kali dengan peningkatan resistensi yang moderat.
Selanjutnya para peneliti membuat sebuah flat, 2 cm2 baterai miselium, menggunakan kulit miselium yang direndam dalam larutan elektrolit penghantar ion tinggi (amonium klorida dan seng klorida) sebagai pemisah, dan dua kulit miselium sebagai selubung luar. Struktur ini menghasilkan persentase yang tinggi dari baterai yang dapat terurai secara hayati, klaim mereka.
Untuk lebih mendemonstrasikan konsep mereka, tim menciptakan perangkat elektronik yang terdiri dari baterai miselium, modul komunikasi data Bluetooth, dan sensor impedansi yang disolder ke papan sirkuit miselium. Pengujian menunjukkan bahwa perangkat sensor ini mampu mendeteksi jari yang mendekat dan perubahan kelembapan di ruang iklim.
Tinta berbasis karbon membuat transistor pertama yang dapat didaur ulang sepenuhnya
Setelah selesai dengan sirkuit, para peneliti menemukan bahwa mereka dapat melepas komponen yang dipasang di permukaan yang dapat digunakan kembali menggunakan senapan panas atau besi solder. Ini meninggalkan papan sirkuit miselium, yang hancur di tumpukan kompos. Dalam 11 hari telah kehilangan 93% dari massa keringnya dan setelah titik ini sisa-sisa apapun tidak dapat dibedakan dari tanah.
“Anda bisa memasukkannya ke dalam kompos rumah tangga Anda,” kata Kaltenbrunner Dunia Fisika. Dia menjelaskan bahwa ini adalah keunggulan bahan jamur mereka dibandingkan plastik biodegradable yang membutuhkan kondisi khusus untuk terurai, “miselium benar-benar ada di mana-mana di lingkungan alami kita” dan kulitnya adalah produk yang sepenuhnya alami.
