Биоразлагаемый компьютерный чип сделан из дерева

Биоразлагаемый компьютерный чип сделан из дерева

Портативная электроника – произведенная в большинстве случаев из невозобновляемых, не поддающихся химическому разложению и возможно токсичных материалов – оказываются на свалке с угрожающей скоростью в погоне потребителей за следующим лучшим электронным гаджетом.

В рвении уменьшить нагрузку электронных устройств на внешнюю среду, команда исследователей из Висконсинского университета в Мадисоне в сотрудничестве с исследователями из Министерства сельского хозяйства и Лабораторией лесного хозяйства США (FPL) создали необычное ответ: полупроводниковый чип, произведенный полностью из дерева.

Исследовательская несколько во главе с доктором наук электроники и вычислительной техники из Висконсинского Университета Дженгианг Ма (Zhenqiang Ma), обрисовала новое устройство в статье для издания Nature Communications. Бумага демонстрирует качества, благодаря которым она может заменить кремний в подложке либо несущем слое компьютерного чипа, посредством целлюлозного нановолокна (CNF), эластичного, биоразлагаемого материала, изготовленного из дерева.

«Большинство материала в чипе это подложка. Мы используем лишь менее, чем несколько микрометров для всего остального», растолковывает Ма. «на данный момент отечественные чипы так надёжны, что вы имеете возможность покинуть их в лесу и на них покажется грибок. Они становятся надёжными в качестве удобрения».

Чжиюн Кай (Zhiyong Cai), проектный фаворит группы инженерных научных изучений в области композитных материалов в FPL, разрабатывал устойчивые наноматериалы с 2009 года.

«В случае если забрать громадное дерево и разобрать его до отдельного волокна, самый распространенным продуктом есть бумага. Размерность слоя определяется микронами», говорит Кай. «Но что, если бы мы имели возможность бы разобрать его дальше на наноуровне? На этом уровне вы имеете возможность сделать из этого материала весьма прочную и прозрачную бумагу из целлюлозного нановолокна».

Трудясь с Шаогин Гун (Shaoqin Gong), доктором наук биомедицинской инженерии, несколько Кая воспользовалась древесными материалами для прохождения двух главных барьеров в электронных устройствах: тепловое расширение и гладкость поверхности.

«Древесина естественный гигроскопический материал и может поглощать влагу из воздуха и расширяться», говорит Кай. «Применяя эпоксидное покрытие на поверхности целлюлозного нановолокна, мы решили сходу две неприятности: гладкость поверхности и защиту от жидкости».

«Преимущество целлюлозного нановолокна над вторыми полимерами содержится в том, что это материал на биологической базе, а большая часть вторых полимеров на базе нефти. Биоматериалы устойчивы, биосовместимыми и биоразлагаемы», говорит Гун. «А, по сравнению с другими полимерами, целлюлозное нановолокно в действительности имеет довольно низкий коэффициент теплового расширения».

Работа группы кроме этого демонстрирует более экологически чистый процесс, что продемонстрировал такую же производительность, как и у существующих чипов. Большая часть сегодняшних беспроводных устройств применяют СВЧ микросхемы на базе арсенида галлия из-за их отличной высокочастотный возможностей и работы в плане коммутируемой мощности. Однако, арсенид галлия возможно экологически токсичен, в особенности, накапливаясь много в отходах беспроводной электроники.

Квей Хван Чжун (Yei Hwan Jung,), аспирант в области электротехники и вычислительной техники, и соавтор изучения, говорит, что новый процесс существенно снижает применение для того чтобы дорогого и возможно токсичного материала.

«Я сделал 1500 транзисторов на базе арсенида галлия для чипов размером 5х6 миллиметров. В большинстве случаев для микроволновых чипов таких размеров употребляется от 8 до 40 транзисторов. Другая часть области лишь пустует», растолковывает он. «Мы берем отечественный дизайн и ставим его на целлюлозное нановолокно, применяя детерминированный способ сборки, после этого мы можем применять это в том месте, где желаем, и сделать всецело рабочую схему, которая по функциональности будет сравнима с существующими чипами».

Тогда как свойство к биологическому разложению этих материалов не будет иметь отрицательного влияния на внешнюю среду, Дженгианг Ма уверен в том, что гибкость разработки может привести к широкому распространению этих электронных чипов.

по данным: news.wisc.edu

Невероятные КОМПЬЮТЕРНЫЕ гаджеты и манипуляторы НОВОГО поколения — Компьютерные технологии будущего


Темы которые будут Вам интересны: