Forskere udvikler genanvendeligt underlag til mikrochips med skorpe fra svamp

Skorpe fra svampen skinnende lakporesvamp er et effektivt og genanvendeligt alternativ til plastik til brug som underlag i mikrochips og elektroniske kredsløb.

Forskere udvikler genanvendeligt underlag til mikrochips med skorpe fra svamp

Forskere fra Johannes Kepler Universität Linz i Østrig har udviklet en metode, der gør det muligt at anvende skorpen fra svampen skinnende lakporesvamp (Ganoderma lucidum) som underlag i computerchips. Det fremgår af en videnskabelig artikel udgivet i tidsskriftet Science Advances.

Dermed er der potentiale for at gøre op med brugen af ofte ikke-genanvendelig plastik til basen, hvorpå de elektroniske kredsløb monteres i moderne computerchips.

(A) Struktur af skinnende lakporesvamp. Myceliumrødder vokser inde i det valgte medium, og der dannes frugtlegemer på overfladen ved længere væksttider. Mycelstammer består af bindestregsstrukturer på mikroskopisk niveau. Skala, 10 μm. (B) Konceptet med anvendelse af myceliumskorpe som substrat til elektroniske anordninger. (C) Vækst af myceliumskorpe på PE-separatorgitter og underliggende lag. (D) Der opnås tre forskellige typer af myceliumskorpe afhængigt af væksttiden. Side A og B henviser til henholdsvis den overflade, der er i kontakt med den omgivende luft, og separationsgitteret. (E) Termogravimetrisk analyse (TGA) af alle myceliumtyper med en konstant temperaturændring på 0,166 K/s, hvilket afslører termisk stabilitet på mere end 250 °C.

Svamp med mange lovende egenskaber

Hvert år genererer de forskellige typer plastik, der anvendes som underlag til mikrochips, 50 millioner ton elektronisk affald om året. De østrigske forskere mener, at deres nye opfindelse kan være med til at reducere affaldet fra produktionen af mikrochips.

“Selve underlaget er det vanskeligste at genanvende. Det er også den største del af elektronikken og har den laveste værdi, så hvis du har visse chips, som faktisk har en høj værdi, på underlaget, vil man måske gerne genbruge det,” siger Martin Kaltenbrunner fra Johannes Kepler-universitetet i Linz.

Skinnende lakporesvamp udmærker sig ved at vokse på rådnende løvtræer og danne en skorpe for at beskytte dens mycelium – altså den forgrenede, rodlignende del af svampen, som opsuger næring fra jorden – fra bakterier og andre svampe.

Forskerne fjernede skorpen fra svampen og tørrede den, hvorefter den viste sig at være fleksibel, være en god isolator og kan modstå temperaturer op mere end 200 grader. Derudover er skorpen samtidig lige så tynd som en stykke papir, hvilket samlet set giver den gøre egenskaber som erstatning for plastik som underlag i mikrochips.

Skorpen tåler dog ikke UV-lys, men så længe den holdes væk fra det, menes materialet at kunne holde i flere hundreder år. Hele årsagen til at kigge i retning af netop svampe er, at materialet er genanvendeligt. Det nedbryder nemlig i jord i løbet af blot to uger.

(A) Eksplosionsbillede af et mycelium-zink-kulstofbatteri med en mycelium-separator, der er gennemvædet af elektrolytopløsning. (B) Specifik modstand af ungt, medium og modent elektrolytfyldt mycelium. (C) Optisk billede af et prøvebatteri. Skala, 1 cm. (D) Polarisationskurve for et samlet batteri med en dampaflejret guldkatode-strømaftager. (E) Afladning af myceliumbatterier med varierende afladestrøm og både elektrogalvaniserede (EP-Au) og dampaflejrede (PVD-Au) katodekoblere.

Batteri med indpakning og separator af svamp

De østrigske forskere har allerede udviklet elektroniske kredsløb, som er bygget på underlag af skorpe fra den skinnende lakporesvamp. Underlaget havde næsten lige så gode ledende egenskaber som konventionelle underlag af plastik. Selv efter materialet blev bøjet mere end 2 000 gange, beholdt det sine egenskaber.

Forskerne har også allerede demonstreret, at materialet kan anvendes til et simpelt mycelium zink-kulstofbatteri. Skorpen bruges til battericellens ydre indpakning og indre separator, og mycelium bruges til at optage den flydende elektrolyt.

Forskerne håber på, at det genanvendelige underlag i fremtiden kan bruges til elektroniske kredsløb, som ikke er designet til at holde i lang tid. Det kan være sensorer, der kan bæres på kroppen eller NFC-tags.

Læs også: Nyheder om bioteknologi