ผิวหนังของไมซีเลียมจากเชื้อราสามารถใช้เป็นพื้นผิวสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ นักฟิสิกส์และนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุในออสเตรียได้แสดงให้เห็น ทีมงานใช้ผิวหนังที่บางเพื่อสร้างอุปกรณ์ตรวจจับอัตโนมัติซึ่งประกอบด้วยแบตเตอรี่ไมซีเลียม เซ็นเซอร์วัดความชื้นและวัตถุใกล้เคียง และโมดูลการสื่อสารบลูทูธ นอกจากจะเป็นพื้นผิวที่ยืดหยุ่นสำหรับสร้างลวดลายวงจรไฟฟ้าแล้ว ผิวหนังยังย่อยสลายได้ทางชีวภาพและช่วยลดขยะอิเล็กทรอนิกส์อีกด้วย
นักวิจัยได้ผลิตหนังไมซีเลียมจากเชื้อรา เห็ดหลินจือซึ่งเติบโตบนไม้เนื้อแข็งที่ตายแล้วในสภาพอากาศอบอุ่น ในการสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาใช้การสะสมไอทางกายภาพเพื่อวางชั้นทองแดงและทองคำบาง ๆ ไว้บนผิวหนัง จากนั้นโลหะจะถูกกำจัดออกจากชั้นผิวนี้ด้วยการระเหยด้วยเลเซอร์ ทิ้งเส้นทางนำไฟฟ้าไว้เบื้องหลัง นักวิจัยตั้งชื่อแนวทางใหม่นี้ในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่นและย่อยสลายได้ทางชีวภาพว่า "MycelioTronics" โดยอธิบายถึงผลงานของพวกเขาใน วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า.
จำนวนอุปกรณ์ที่ผลิตขึ้นมากมายในปัจจุบัน ประกอบกับอายุการใช้งานที่ลดลง ทำให้มีขยะอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมหาศาล และมีปริมาณเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ให้เป็นไปตาม การตรวจสอบขยะอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกปี 2020ขยะอิเล็กทรอนิกส์จำนวน 53.6 ล้านตันถูกทิ้งในปี 2019 ซึ่งเป็นตัวเลขที่คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 74.7 ล้านตันภายในปี 2030
นอกจากนี้ยังมีการมุ่งเน้นที่เพิ่มขึ้นในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่น เช่น เซ็นเซอร์อัตโนมัติสำหรับการตรวจสุขภาพที่มีอายุการใช้งานเพียงวันหรือสัปดาห์ ตาม มาร์ติน คาลเทนบรุนเนอร์นักฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัย Johannes Kepler สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทนี้ ส่วนประกอบที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะเป็นประโยชน์อย่างมาก
“สิ่งหนึ่งที่ยากต่อการรีไซเคิลคือแผงวงจรไฟฟ้าแบบยืดหยุ่นหรือแผงวงจรพิมพ์… พวกมันราคาถูกเกินไปและยากเกินไปที่จะแยกชิ้นส่วนแต่ละชิ้น” Kaltenbrunner อธิบาย นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาการเปลี่ยนแผงวงจรที่ทำจากพอลิเมอร์ในอุปกรณ์ที่มีความยืดหยุ่นด้วยกระดาษ แต่ Kaltenbrunner กล่าวว่าสิ่งนี้ไม่ยั่งยืน การผลิตกระดาษใช้น้ำและพลังงานมากเกินไป
ผิวเหมือนกระดาษ
ในขณะที่ทำงานเกี่ยวกับวัสดุจากเห็ดเพื่อสร้างฉนวนกันความร้อน Kaltenbrunner และเพื่อนร่วมงานของเขาสังเกตเห็นว่าเชื้อรากำลังสร้างผิวของไมซีเลียมที่หนาแน่นและกะทัดรัดซึ่งเป็นเครือข่ายของเส้นใยของเชื้อรา ผิวหนังเหล่านี้ดูเหมือนกระดาษและนักวิทยาศาสตร์ก็สงสัยว่าจะใช้ทำแผงวงจรไฟฟ้าแบบยืดหยุ่นได้หรือไม่
ทีมงานขยายผิวหนังไมซีเลียมโดยการคลุมขี้กบไม้บีชชื้นที่ปลูกเชื้อไว้ เห็ดหลินจือ ด้วยตะแกรงแยกโพลีเอทิลีนและเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 25°C หลังจากการเจริญเติบโตของเชื้อราที่เพียงพอ ตัวคั่นถูกฉีกออกจากซับสเตรตและลอกผิวไมซีเลียมออกจากตัวคั่นอย่างระมัดระวัง จากนั้นไมซีเลียมเปียกจะถูกทำให้แห้งและบีบอัดเพื่อสร้างผิวหนังขั้นสุดท้าย
หลังจากการสะสมและการระเหยด้วยแสงเลเซอร์ของชั้นโลหะ นักวิจัยได้ทดสอบแผงวงจรไมซีเลียมที่เกิดขึ้น พวกเขาพบว่ามีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าและความเสถียรทางความร้อนสูง และสามารถทนต่อการดัดโค้งได้ประมาณ 2000 รอบก่อนที่ฟิล์มโลหะจะเริ่มแตกและความต้านทานไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น ผิวหนังสามารถพับได้หลายครั้งโดยมีความต้านทานเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
จากนั้นนักวิจัยได้สร้างแฟลตขนาด 2 ซม2 แบตเตอรี่ไมซีเลียม โดยใช้ผิวไมซีเลียมแช่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่มีประจุไฟฟ้าสูง (แอมโมเนียมคลอไรด์และซิงค์คลอไรด์) เป็นตัวแยก และใช้ไมซีเลียม XNUMX แผ่นเป็นปลอกด้านนอก โครงสร้างนี้ส่งผลให้แบตเตอรี่มีเปอร์เซ็นต์การย่อยสลายทางชีวภาพสูง
เพื่อแสดงแนวคิดเพิ่มเติม ทีมงานได้สร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ไมซีเลียม โมดูลสื่อสารข้อมูลบลูทูธ และเซ็นเซอร์อิมพีแดนซ์ที่บัดกรีบนแผงวงจรไมซีเลียม การทดสอบแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์เซ็นเซอร์นี้สามารถตรวจจับนิ้วที่เข้าใกล้และการเปลี่ยนแปลงของความชื้นในห้องควบคุมสภาพอากาศ
หมึกที่ใช้คาร์บอนเป็นตัวแรกที่ทำให้ทรานซิสเตอร์รีไซเคิลได้ทั้งหมด
เมื่อประกอบวงจรเสร็จแล้ว นักวิจัยพบว่าสามารถถอดส่วนประกอบที่ติดพื้นผิวแบบใช้ซ้ำได้โดยใช้ปืนความร้อนหรือหัวแร้ง สิ่งนี้ทิ้งแผงวงจรไมซีเลียมซึ่งสลายตัวในกองปุ๋ยหมัก ภายใน 11 วัน มันสูญเสียมวลแห้งไป 93% และหลังจากจุดนี้ ซากใดๆ ก็แยกไม่ออกจากดิน
"คุณสามารถใส่ลงในปุ๋ยหมักในครัวเรือนของคุณ" Kaltenbrunner บอก โลกฟิสิกส์. เขาอธิบายว่านี่เป็นข้อได้เปรียบของวัสดุที่เป็นเชื้อราเหนือพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพซึ่งต้องการเงื่อนไขเฉพาะในการสลาย “ไมซีเลียมมีอยู่ทั่วไปในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติของเราอย่างแท้จริง” และผิวหนังเป็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติโดยสมบูรณ์
