По мере того как электрические схемы, напечатанные на 3D-принтере, получают все большее распространение, проблема электронных отходов может соответственно усугубиться. Вот почему швейцарские ученые разработали новые «электронные чернила» природного происхождения, которые после окончания срока службы биоразлагаются.
В настоящее время большинство схем 3D-печати изготовлено из токопроводящих чернил, содержащих тяжелые металлы и невозобновляемые полимеры на нефтяной основе. Эти схемы настолько просты и недороги в печати, что они идеально подходят для одноразовых электронных устройств. Однако после того, как эти устройства выброшены, восстановление или безопасная утилизация чернил в них может быть довольно сложной задачей — настолько, что этого может даже не произойти.
В поисках более экологически чистой альтернативы исследователи из швейцарского исследовательского института Empa разработали электронные чернила для 3D-печати, сделанные из возобновляемых материалов, которые разрушаются после воздействия элементов, и которые также можно удалить с помощью спирта.
Удлиненные графитовые пластинки обеспечивают большую часть проводимости чернил, а частицы проводящей сажи используются для перекрытия зазоров между этими пластинами. Две недорогие формы углерода содержатся в матрице шеллака, который получают из смолы, выделяемой лаковым насекомым.
Два напечатанных на 3D-принтере кубоида электронных чернил шириной 1 см каждый (напечатанные электронные датчики видны на заднем плане)
Empa
После некоторых проб и ошибок с использованием различных размеров и соотношений компонентов в смеси ученые получили жесткие, гибкие, водонепроницаемые, высокопроводящие электронные чернила, которые можно печатать как в 2D, так и в 3D с использованием существующих технологий. Ученые уже использовали чернила в таких элементах, как датчик деформации, в котором электрическое сопротивление печатной схемы изменяется при изгибе датчика.
«Мы надеемся, что эту чернильную систему можно будет использовать в экологически чистой печатной электронике», — говорит д-р Густав Нистрем. «Например, для токопроводящих дорожек и сенсорных элементов в интеллектуальной упаковке и биомедицинских устройствах или в области пищевых продуктов и контроля окружающей среды».
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Scientific Reports .
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК