Учёные из Висконсинского университета в Мадисоне (США) совместно с Департаментом сельскохозяйственной лаборатории лесных продуктов (FPL), стремясь избавить человечество от гор долгоживущего токсичного мусора, разработали метод изготовления полупроводниковой микросхемы, сделанной почти целиком из дерева. А точнее – из биоразлагаемой нанофибрилловой целлюлозы (CNF).
В настоящее время прогресс микроэлектроники идёт устрашающими темпами, и постоянно растёт количество устаревающих устройств, от которых хозяева избавляются, просто выбрасывая их. Фабрики по переработке старой электроники не справляются с таким потоком. По статистике, в 2010 году было переработано всего 11% выброшенных мобильных устройств, 17% телевизоров и 40% компьютеров.
«Основную массу микросхемы составляет подложка,- говорит руководитель работы Женкьян Ма. – Для всего остального остаётся не более пары микрометров. Новые микросхемы будут настолько безопасны, что их можно будет оставить в лесу, и их съедят грибки. Они так же безопасны, как удобрения».
Жийон Цай из FPL занимается разработкой устойчивых биоразлагаемых наноматериалов с 2009 года. Он пояснил, что при обычной переработке древесины из волокон можно сделать бумагу. Но если измельчить их далее, до наномасштабов, то из такого сырья можно сделать прочную, гибкую и прозрачную CNF-бумагу.
Основные задачи, которые необходимо было решить при изготовлении подложки из нового материала – это достаточная гладкость и соответствие заданным параметрам температурного расширения. Благодаря специальному эпоксидному покрытию удалось сделать подложку, достаточно защищённую от окружающей среды для того, чтобы не впитывать из неё излишнюю влагу – как это обычно происходит с деревом.
Заодно покрытие придаёт ей необходимую гладкость. А по сравнению с полимерами, получаемыми из нефти, у CNF достаточно маленький коэффициент температурного расширения.
В современных беспроводных устройствах микросхемы строятся с использованием арсенида галлия – это позволяет им работать на высоких частотах и потреблять меньше энергии. Но это соединение очень токсично и может причинить серьёзный вред окружающей среде. Технология изготовления микросхем на базе CNF позволяет использовать гораздо меньше арсенида галлия.
Как отмечают исследователи, существующие технологии производства давно отработаны и потому сильно дёшевы. Но за гибкими микросхемами – будущее, и так или иначе, новые, более экологически чистые технологии будут приняты производителями.
Автор: SLY_G
