Avusturya'daki fizikçiler ve malzeme bilimcileri, mantar miselyum derilerinin elektronik cihazlar için substrat olarak kullanılabileceğini gösterdi. Ekip, miselyum piller, bir nem ve yakınlık sensörü ve bir Bluetooth iletişim modülünden oluşan otonom algılama cihazları oluşturmak için ince kaplamaları kullandı. Elektrik devreleri için esnek bir yüzey sağlamanın yanı sıra, kaplamalar biyolojik olarak parçalanabilir ve elektronik atıkların azaltılmasına yardımcı olabilir.
Araştırmacılar miselyum derilerini mantardan ürettiler Ganoderma lucidum, ılıman ılıman iklimlerde ölü sert ağaçlarda yetişir. Elektronik devreler oluşturmak için, cilt üzerine ince bir bakır ve altın tabakası yerleştirmek için fiziksel buhar biriktirme yöntemini kullandılar. Metal daha sonra bu yüzey katmanından lazerle kesme yoluyla çıkarıldı ve geride iletken yollar kaldı. Araştırmacılar, esnek ve biyolojik olarak parçalanabilir elektronikler yaratmaya yönelik bu yeni yaklaşımı "MycelioTronics" olarak adlandırdı ve çalışmalarını şu şekilde tanımladı: Bilim Gelişmeler.
Günümüzde üretilen çok sayıda cihaz, azalan ömürleri ile birlikte çok büyük miktarlarda elektronik atıklara yol açmakta ve hacimler hızla artmaktadır. Göre Küresel E-Atık Monitörü 202053.6'da 2019 milyon tonluk rekor bir e-atık atıldı - bu rakamın 74.7'a kadar 2030 milyon tona çıkması bekleniyor.
Örneğin, sadece günler veya haftalarca kullanım ömrüne sahip sağlık izleme için otonom sensörler için esnek elektroniklerin geliştirilmesine artan bir odaklanma var. Göre Martin KaltenbrunnerJohannes Kepler Üniversitesi'nden bir fizikçiye göre, bu tür elektronikler için biyolojik olarak parçalanabilen bileşenler çok avantajlı olacaktır.
Kaltenbrunner, "Geri dönüştürülmesi gerçekten zor olan tek şey, esnek veya baskılı devre kartlarıdır... Çok ucuzlar ve kendi parçalarına ayırmak çok zor," diye açıklıyor Kaltenbrunner. Bilim adamları, esnek cihazlardaki polimer bazlı devre kartlarını kağıtla değiştirmeyi düşünüyorlar, ancak Kaltenbrunner bunun sürdürülebilir olmadığını söylüyor. Kağıt üretimi çok su ve enerji yoğundur.
Kağıt benzeri dış görünümler
Kaltenbrunner ve meslektaşları, bina yalıtımı için mantar bazlı malzemeler üzerinde çalışırken, mantarların mantar ipliklerinden oluşan bir ağ olan miselyumun yoğun ve kompakt bir kabuğunu ürettiğini fark ettiler. Bu deriler kağıda benziyordu ve bilim adamları bunların esnek devre kartları için kullanılıp kullanılamayacağını merak ettiler.
Ekip, aşılanmış nemli kayın ağacı talaşlarını kaplayarak miselyum kabukları üretti. Ganoderma lucidum polietilen ayırıcı ızgara ile ve 25°C'de saklayarak. Yeterli mantar büyümesinin ardından, ayırıcı substrattan yırtıldı ve miselyum derisi ayırıcıdan dikkatlice soyuldu. Islak miselyum daha sonra kurutuldu ve son kabukları üretmek için sıkıştırıldı.
Metal katmanın biriktirilmesi ve lazerle çıkarılmasından sonra, araştırmacılar ortaya çıkan miselyum devre kartlarını test ettiler. Yüksek iletkenliğe ve termal stabiliteye sahip olduklarını ve metal film çatlamaya başlamadan ve elektrik direnci artmadan önce yaklaşık 2000 bükülme döngüsüne dayanabildiklerini keşfettiler. Kaplamalar ayrıca, dirençte yalnızca orta düzeyde artışlarla birkaç kez katlanabilir.
Daha sonra araştırmacılar 2 cm'lik bir düzlük oluşturdular.2 Ayırıcı olarak yüksek oranda iyon ileten bir elektrolit çözeltisine (amonyum klorür ve çinko klorür) batırılmış bir miselyum kabuğu ve dış mahfaza olarak iki miselyum kabuğu kullanan miselyum pil. Bu yapı, pilin yüksek bir yüzdesinin biyolojik olarak parçalanabilir olmasına neden oluyor, iddia ediyorlar.
Konseptlerini daha fazla göstermek için ekip, bir miselyum pili, bir Bluetooth veri iletişim modülü ve bir miselyum devre kartına lehimlenmiş bir empedans sensöründen oluşan bir elektronik cihaz yarattı. Testler, bu sensör cihazının yaklaşan bir parmağı ve bir iklimlendirme odasındaki nem değişikliklerini algılayabildiğini gösterdi.
Karbon bazlı mürekkepler, ilk tamamen geri dönüştürülebilir transistörleri yaptı
Araştırmacılar devreleri bitirdikten sonra, bir ısı tabancası veya lehim havyası kullanarak yeniden kullanılabilir yüzeye monte bileşenleri çıkarabileceklerini keşfettiler. Bu, kompost yığınında parçalanan miselyum devre kartını bıraktı. 11 gün içinde kuru kütlesinin %93'ünü kaybetmişti ve bu noktadan sonra herhangi bir kalıntı topraktan ayırt edilemez hale geldi.
Kaltenbrunner, “Ev kompostunuza koyabilirsiniz” diyor. Fizik dünyası. Bunun, mantar malzemelerinin, parçalanmak için belirli koşullar gerektiren biyolojik olarak parçalanabilen plastiklere göre avantajı olduğunu, "miselyumun kelimenin tam anlamıyla doğal ortamımızın her yerinde olduğunu" ve derilerin tamamen doğal bir ürün olduğunu açıklıyor.
