BEDRIFTSTEKNOLOGI

Forskere skaper databrikker av trær

Kan redusere et økende forurensningsproblem.

Det cellulose-baserte materialet som forskerne bruker i denne brikken, er gjennomsiktig og svært tynt.
Det cellulose-baserte materialet som forskerne bruker i denne brikken, er gjennomsiktig og svært tynt. Bilde: Yei Hwan Jung/Wisconsin Nano Engineering Device Laboratory
Harald BrombachHarald BrombachNyhetsleder
28. mai 2015 - 13:30

Dagens enorme etterspørsel etter elektronikk er ikke uproblematisk. Produktene har i mange tilfeller blitt så billige at de ofte kastes lenge før de slutter å fungere. Samtidig inneholder mange elektroniske enheter blant annet databrikker basert på materialer som verken er fornybare eller nedbrytbare i naturen. Ofte er materialene dessuten giftige.

Grafén: – Åpner døren for spinnbaserte datamaskiner 

Fra skogen

I et forsøk på å finne en løsning på dette voksende problemet, har forskere ved University of Wisconsin-Madison utviklet en halvledende databrikke som nesten utelukkende består av materiale fra trær. Dette kunngjorde universitetet denne uken.

– Det aller meste av en brikke er støttemateriale. Vi bruker mindre enn et par mikrometer til alt annet, sier professor Zhenqiang Ma, som har ledet forskningsarbeidet.

Nanorør: Laget helt ny type datamaskin 

Fibriller

Det forskerne har gjort, er å erstatte substratet til en databrikke – støttelaget – med nanofibriller lagd av cellulose, den vanligste organiske forbindelsen på jorden. Den vanligste kilden til cellulose er plantemateriale.

– Med dette er brikkene så trygge at du kan legge dem fra deg i skogen og de vil bli nedbrutt av sopp. De blir like trygge som gjødsel, hevder Ma.

Ifølge forskerne er det særlig to utfordringer ved å bruke trebaserte materialer som substrat i databrikker. Den ene er at fuktighetsendringer i luften kan føre til at materialet krymper eller utvider seg. Den andre er knyttet til ønsket om å ha en glatt overflate.

Begge deler har forskerne løst ved å ta i bruk et epoxy-belegg på overflaten av cellulose-nanofibrillene (CNF), som dessuten er bøybare.

Les også: NTNU-gjennombrudd for nanotråder på grafen 

Gallium-arsenikk

Forskerne har spesielt studert mulighetene for å bruke nanofibrillene i forbindelsen med trådløs elektronikk, hvor mikrobølge-brikker ofte er basert på gallium-arsenikk, et materiale som kan være giftig for omgivelsene.

– Jeg har lagd 1500 gallium-arsenid-transistorer i en 5 ganger 6 millimeter brikke. Typisk for en mikrobølgebrikke på den størrelsen, er at det bare er 8 til 40 transistorer. Resten av arealet er bortkastet, forteller elektro- og datateknikkstudenten Yei Hwan Jung, som er medforfatter av den vitenskapelige artikkelen.

– Vi tar designen vår og legger den på CNF ved å bruke deterministisk montasjeteknikk. Da kan vi ta den i bruk overalt hvor vi ønsker og lage en fullstendig funksjonell krets med ytelse som er sammenlignbar med eksisterende brikker, sier Yung.

Mikrokontrollere: Du har trolig hundrevis av disse uten å vite om det 

Framtiden

Ma sier i pressemeldingen at det kan ta tid før halvlederbransjen eventuelt tilpasser seg til den nye teknologien. Han mener at hovedårsaken til dette er at masseproduksjon av dagens halvlederbrikker er så billig.

Artikkelen fortsetter etter annonsen
annonse
Innovasjon Norge
Store muligheter for norsk design i USA
Store muligheter for norsk design i USA

– Men fleksibel elektronikk er framtiden, og vi mener vi kommer til å ligge godt i forkant av den utviklingen, sier han.

Les også: Lys gir håp om billig bredbånd 

Del
Kommentarer:
Du kan kommentere under fullt navn eller med kallenavn. Bruk BankID for automatisk oppretting av brukerkonto.