진균 균사체 껍질은 전자 장치의 기판으로 사용될 수 있으며, 오스트리아의 물리학자 및 재료 과학자들은 이를 보여주었습니다. 연구팀은 얇은 껍질을 이용해 균사체 배터리, 습도 및 근접 센서, 블루투스 통신 모듈로 구성된 자율 감지 장치를 만들었다. 패턴화할 전기 회로를 위한 유연한 표면을 제공할 뿐만 아니라 스킨은 생분해성이며 전자 폐기물을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
연구원들은 곰팡이에서 균사체 껍질을 생산했습니다. Ganoderma lucidum, 온화한 온대 기후에서 죽은 활엽수에서 자랍니다. 전자 회로를 만들기 위해 그들은 물리적 기상 증착을 사용하여 피부에 구리와 금의 얇은 층을 배치했습니다. 그런 다음 레이저 제거를 통해 이 표면층에서 금속을 제거하여 전도성 경로를 남겼습니다. 연구원들은 유연하고 생분해 가능한 전자 장치를 만드는 이 새로운 접근 방식을 "MycelioTronics"라고 명명했습니다. 과학의 발전.
오늘날 생산되는 엄청난 수의 장치는 수명 감소와 함께 막대한 양의 전자 폐기물로 이어지며 그 양은 급속도로 증가하고 있습니다. 에 따르면 글로벌 전자폐기물 모니터 2020, 기록적인 53.6만 톤의 이러한 전자 폐기물이 2019년에 폐기되었으며, 이 수치는 74.7년까지 2030만 톤으로 증가할 것으로 예상됩니다.
예를 들어 수명이 며칠 또는 몇 주에 불과한 건강 모니터링을 위한 자율 센서를 위한 유연한 전자 장치의 개발에 대한 관심도 높아지고 있습니다. 에 따르면 마틴 칼텐브루너요하네스 케플러 대학의 물리학자인 , 이러한 유형의 전자 제품에는 생분해성 부품이 매우 유리할 것입니다.
Kaltenbrunner는 “재활용하기 정말 어려운 한 가지는 연성 또는 인쇄 회로 기판입니다… 너무 저렴하고 개별 부품으로 분리하기가 너무 어렵습니다.”라고 Kaltenbrunner는 설명합니다. 과학자들은 플렉서블 장치의 폴리머 기반 회로 기판을 종이로 대체하는 방법을 모색해 왔지만 Kaltenbrunner는 이것이 지속 가능하지 않다고 말합니다. 종이 생산은 너무 물과 에너지 집약적입니다.
종이 같은 스킨
Kaltenbrunner와 그의 동료들은 건물 단열재를 위한 버섯 기반 재료를 연구하는 동안 곰팡이가 곰팡이 실의 네트워크인 균사체의 조밀하고 조밀한 피부를 생성하고 있음을 발견했습니다. 이 스킨은 종이처럼 보였고 과학자들은 유연한 회로 기판에 사용할 수 있는지 궁금해했습니다.
팀은 균사체 껍질을 접종한 촉촉한 너도밤나무 대팻밥을 덮어 성장시켰습니다. Ganoderma lucidum 폴리에틸렌 분리기 그리드를 사용하여 25°C에서 보관합니다. 곰팡이가 충분히 자란 후 분리막을 기질에서 떼어내고 균사체 표피를 분리막에서 조심스럽게 벗겨냈습니다. 그런 다음 젖은 균사체를 건조하고 압축하여 최종 스킨을 생성했습니다.
금속층을 증착하고 레이저로 제거한 후 연구원들은 생성된 균사체 회로 기판을 테스트했습니다. 그들은 높은 전도성과 열 안정성을 가지고 있으며 금속 필름이 균열되기 시작하고 전기 저항이 증가하기 전에 약 2000번의 굽힘 주기를 견딜 수 있음을 발견했습니다. 피부는 저항이 약간만 증가하면서 여러 번 접힐 수도 있습니다.
다음으로 연구원들은 평평한 2cm를 만들었습니다.2 이온 전도성이 높은 전해질 용액(염화암모늄 및 염화아연)에 담근 균사체 외피를 분리막으로 사용하고 XNUMX개의 균사체 외피를 외부 케이싱으로 사용하는 균사체 배터리. 이 구조는 배터리의 높은 비율을 생분해성으로 만든다고 그들은 주장합니다.
그들의 개념을 더 입증하기 위해 팀은 균사체 배터리, 블루투스 데이터 통신 모듈 및 균사체 회로 기판에 납땜된 임피던스 센서로 구성된 전자 장치를 만들었습니다. 테스트 결과 이 센서 장치는 접근하는 손가락과 기후 챔버의 습도 변화를 감지할 수 있는 것으로 나타났습니다.
탄소 기반 잉크로 완전히 재활용 가능한 최초의 트랜지스터 제작
회로를 완성한 후 연구원들은 히트 건이나 납땜 인두를 사용하여 재사용 가능한 표면 실장 구성 요소를 제거할 수 있음을 발견했습니다. 이것은 퇴비 더미에서 분해된 균사체 회로 기판을 남겼습니다. 11일 이내에 그것은 건조 질량의 93%를 잃었고 이 시점 이후에는 어떤 잔해도 토양과 구별할 수 없었습니다.
"가정용 퇴비에 넣을 수 있습니다."라고 Kaltenbrunner는 말합니다. 물리 세계. 그는 이것이 분해에 특정 조건이 필요한 생분해성 플라스틱에 비해 곰팡이 물질의 장점이라고 설명합니다.
