Первый в мире — полностью перерабатываемый нетоксичный транзистор

Ученые Дюкского университета (США) создали первую в мире печатную электронную схему из полностью перерабатываемых тонкопленочных транзисторов, в которых не использованы токсичные материалы. По рабочим характеристикам этот транзистор заметно уступает своим полупроводниковым аналогам, но дает надежду на экологически чистое будущее для области электроники.

Специалисты решили доказать сначала экологическую чистоту печати и переработки транзистора как наиболее сложного и ответственного элемента любой электронной схемы. Если получится с транзистором, то с резисторами и конденсаторами проблем не будет. К тому же тонкопленочные транзисторы являются основой одной из массовой сегодня продукции — дисплеев, которые тысячами тонн ежегодно выбрасываются на свалку. Важно было показать экологически чистую перспективу также для этого направления электроники, что с успехом было проделано.

Основная проблема в печатной электронике заключается в том, что тяжело сохранить многослойную конструкцию, когда слоев много и они разной консистенции — все так и норовит смешаться. Подобное легко осуществимо при использовании «серьезной» химии, но, когда за дело берутся экологи и в качестве растворителя берут только чистую воду, тут и возникают проблемы.

Для изготовления нетоксичных тонкопленочных транзисторов в качестве изолирующего материала была взята древесная целлюлоза (наноцеллюлоза), для проводящей краски был использован графен, а для печати полупроводниковых слоев ученые воспользовались раствором с углеродными нанотрубками. Это три базовых раствора «чернил» для печати транзистора и электроники в целом. Во всех случаях растворителем была чистая вода.

Главная трудность возникла с печатью полупроводниковых элементов. Помещенные в воду углеродные нанотрубки слипались и укладывались неравномерно. Вопрос решили добавлением в раствор поверхностно-активных веществ, но их использование требует либо финальной промывки печатного материала химическими реактивами, либо длительной сушки. Оба способа не являлись экологически чистыми и требовали коррекции.

В итоге ученые разработали техпроцесс, который предусматривает поэтапную печать многослойных электронных структур с кратковременными периодами сушки. Утверждается, что метод абсолютно экологически чистый и служит доказательством концепции совершенно нетоксичной и полностью перерабатываемой электроники. Часть сырья может быть безопасно утилизирована — это целлюлоза, а углеродные трубки могут извлекаться и заново пускаться в производство новых электронных схем.

«Производительность наших тонкопленочных транзисторов не соответствует лучшим из ныне производимых, но они достаточно конкурентоспособны, чтобы показать исследовательскому сообществу, что мы все должны прилагать больше усилий, чтобы сделать эти процессы более экологичными», — говорят авторы исследования, которое было опубликовано в журнале Nano Letters.

Истории и карточки

1
Вывод КАБСов на Форуме!
форум
Обновление Форума!
Активность EL-комитета НОПСМ-1.mp4_snapshot_00.19.255
Активность EL-комитета НОПСМ
RC3d кейсы-1.mp4_snapshot_00.09.816
Вот как надо делать кабель красивым!

Рекомендуем прочесть

Ученые НГТУ НЭТИ разработали генератор комбинированной волны напряжением до 25 000 В
Коллектив электротехнической лаборатории Новосибирского государственного технического университета НЭТИ...
ИБП производства ЧЗЭО обеспечат надёжность газо- и теплоснабжения Московской области
ООО «Челябинский завод электрооборудования» (ЧЗЭО) завершил поставку и ввод в эксплуатацию промышленных...
Компания «Электрорешения» (бренд EKF) — лидер в соцсетях среди электротехнических компаний по итогам 2025 года
По итогам 2025 года компания «Электрорешения», представитель бренда EKF в России, заняла лидирующие позиции...

Журнал

Читайте и скачивайте архив журнала ElektroPortal, где мы рассказываем о главных новостях и событиях рынка и интересно пишем об электротоварах

Радио Kabel.FM

Слушайте первое кабельное радио Kabel.FM на ЭлектроПортал.Ру

album-art

Прямая трансляция Kabel.FM
00:00

Не работает эфир? Переходи на резервный!