Shellac-painetut piirilevyt ympäristön suojelemiseksi

"Vihreää" elektroniikkaa kiitos EMPA:n tutkimuksista, jotka koskivat tunnetun biomateriaalin käyttöä sirumatriiseissa:... kokiniinin ulostetta

Pakkaus"älykäs" antureiden ansiosta, jotka ohjaavat tavaroita, erityisesti pilaantuvat tuotteet, kuten hedelmä ja vihannekset, pitkillä kuljetusreiteillä ne ovat a tulevaisuuden trendi.
Painettu ja kertakäyttöinen elektroniikka aiheuttaa kuitenkin myös vakavia ongelmia: painomusteiden metallit ovat kalliita ja niiden hävittäminen ympäristöystävällisellä tavalla on myös erittäin kallista, mikä pahentaa sähköisen jätteen ongelmaa. Uusi ratkaisu, kehitetty vuonna Sveitsi tutkijoiden toimestaEMPA, pyrkii korjaamaan tämän.

Ensimmäinen 127 kubitin kvanttiprosessori on IBM:n valmistama

Tarkempaa, nopeampaa ja halvempaa hyönteiseritteiden avulla

Tiedemiehet ympäri maailmaa ovat työskennelleet vuosia sähköisten ja elektronisten piirien valmistuksessa käyttämällä lisäprosesseja, kuten 3D-robottitulostus (niin kutsuttu "robocasting”) suurella menestyksellä, mutta nyt tästä asenteesta on tulossa ongelma.
Metallipartikkelit, jotka tekevät tällaisista "musteista" sähköä johtavia, pahentavat sähköisen jätteen ongelmaa.
Ongelma on sitäkin vakavampi, että "roskaTämän tyyppinen markkinoiden tuottama määrä lisääntyy todennäköisesti tulevaisuudessa, kun otetaan huomioon uudentyyppisten kertakäyttöisten antureiden lanseeraus, joista osa on ja tulee olemaan käytössä vain muutaman päivän.
"Hyödytön jäte", ajattele Gustav Nyström, Cellulose & Wood Materials -tutkimuskeskuksen johtaja ja Sveitsin liittovaltion laboratoriot varten Materiaalitiede ja teknologia: "Tarvitaan kipeästi materiaaleja, jotka tasapainottavat sähköistä suorituskykyä, kustannuksia ja kestävyyttä."
Kehittääkseen a ekologinen muste, ruotsalainen tiedemiesryhmä on siksi asettanut itselleen kunnianhimoisia tavoitteita: metalliton, myrkytön ja biohajoava. Ja kun ajatellaan myös käytännön sovelluksia helposti muovautuva ja kestävä kosteudelle ja kohtalaiselle lämmölle.

Ensimmäinen 127 kubitin kvanttiprosessori on IBM:n valmistama

Pitkänomaiset grafiittilevyt sekoitettuna nokihiukkasiin

Minä ricercatori dell 'EMPA he valitsivat hiili halpa johdinmateriaalina, kuten he äskettäin lehdessä korostivat "Tieteellinen raportit".
Tarkemmin: pitkulaisia ​​grafiittilevyjä, joihin on sekoitettu pieniä nokihiukkasia, jotka muodostavat sähköisen kontaktin näiden samojen rakenteiden välille, kaikki matriisissa, joka on valmistettu hyvin tunnetusta biomateriaalista: sellakista, jota saadaan suomihyönteisten ulosteista tai eritteistä.
Le suomuhyönteisiä tai väärin, kokkidia (Coccoidea Handlirsch), ovat hyönteisten superperhe fytofagi sisältyy tilaukseen rhynchota (alaryhmä Homopterat, osio sternorrhyncha). Nimi košiini tulee espanjasta Saunamaija ( 'puu sika"). Ne ovat yksinomaan hyönteisiä fytomyceous ja muodostavat yhden tärkeimmistä haitallisten hyönteisten ryhmistä.
Aiemmin sitä käytettiin valmistukseen musiikkilevyjä; nykyään sitä käytetään mm lakka puusoittimille ja kynsien lakkaamiseen.
Sen hyödyt vastaavat täsmälleen haluttua tutkijaprofiilia. Lisäksi se liukenee alkoholiin, joten se on edullinen liuotin, joka haihtuu musteen levittämisen ja kuivumisen jälkeen.

Joten Sveitsissä jopa sienet ovat oppineet… kirjoittamaan

Nestemäinen materiaali, kun siihen kohdistuu lateraalinen leikkausvoima

Näistä yksinkertaisista aineksista huolimatta tehtävä osoittautui odotettua haastavammaksi. Tämä johtuu siitä, kun sitä käytetään yksinkertaisessa Silkkipainatus tai nykyaikaisten kanssa 3D tulostin, musteen täytyy käyttäytyä leikkaus oheneminen.
"Lepotilassa" muste on melko viskoosia. Mutta tulostuksen aikana, kun siihen kohdistetaan sivusuuntainen leikkausvoima, siitä tulee hieman tasaisempi, aivan kuten tippumaton seinämaali, joka saa vain sileämmän tekstuurin, kun sitä levitetään telan voimalla.
Kun sitä käytetään lisäainevalmistuksessa, kuten 3D-tulostus robottikäden kanssa tämä on kuitenkin erityisen vaikeaa: liian viskoosi muste olisi liian kovaa – mutta jos se muuttuu liian nestemäiseksi tulostuksen aikana, kiinteät osat voivat erottua ja tukkia tulostimen pienen suuttimen.

Nesterobotit pitävät... soluista tutkiakseen äärimmäisiä ympäristöjä

Läpäissyt testit vaativissa prosesseissa, kuten "robocasting"

Täyttääkseen tarvittavat vaatimukset tutkijat työskentelivät intensiivisesti musteensa koostumuksen kanssa. He testasivat kahta kokoa grafiittihiutaleita: 40 mikrometriä ja 7-10 mikrometriä pitkä.
Monia muunnelmia ja yrityksiä vaadittiin myös sekoitussuhteessa grafiitti e Hiilenmusta, koska liikaa Hiilenmusta tekee materiaalista hauras ja aiheuttaa halkeamia ja halkeamia musteen kuivuessa.
Musta Carbone o Hiilenmusta on pigmentti, joka syntyy epätäydellisen palamisen seurauksena raskaat öljytuotteet, quali kivihiiliterva, terva saatu eteenin halkeilu, da kasvirasvat ja öljyt.
Optimoimalla koostumusta ja komponenttien suhteellista koostumusta, tiimiEMPA pystyi kehittämään musteen erilaisia ​​muunnelmia, joita voidaan käyttää erilaisissa kaksi- tai kolmiulotteisissa painoprosesseissa.
"Suurin haaste oli saada korkea sähkönjohtavuus", Hän sanoo Xavier Aeby, yksi mukana olevista tutkijoista, "ja muodostavat samalla geelimäisen hiilen, grafiitin ja sellakkaverkoston."
Tutkimuskeskuksen tutkijat Selluloosa ja puumateriaalit ovat tutkineet tämän materiaalin käytännön käyttäytymistä eri vaiheissa.
Esimerkiksi pienellä testikuutiolla: 15 päällekkäistä ruudukkoa 3D tulostin, valmistettu hienoista langoista, joiden halkaisija on vain 0,4 mm.
Tämä osoitti, että mustetta riitti myös vaativiin prosesseihin, kuten "robocasting".

PSI tulevaisuudessa Big Datan tutkimusjaostolla

PET-venymäanturi sähkövastuksella

Todistaakseen sen soveltuvuuden oikeiden komponenttien valmistukseen tutkijat rakensivat muun muassa a jännitysanturi: ohut kaistale PET siihen painettu mustekuvio, jonka sähkövastus muuttui erittäin tarkasti eri taivutusasteiden mukaan.
Lisäksi vetolujuutta, stabiilisuutta vedessä ja muita ominaisuuksia koskevat kokeet ovat osoittaneet lupaavia tuloksia, joten tutkimusryhmäEMPA hän uskoo, että uusi materiaali, joka on jo patentoitu, voisi osoittautua ihanteelliseksi käytännössä.
"Toivomme, että tätä mustejärjestelmää voidaan käyttää kestävän painetun elektroniikan sovelluksiin", hän päätteli Gustav Nyström.
"Tämä koskee esimerkiksi johtavia jälkiä ja aistinvaraisia ​​elementtejä älypakkauksissa ja biolääketieteellisissä laitteissa tai elintarvike- ja ympäristöanturien alalla."

On drone, joka "kiipeää" puihin suojellakseen niitä