Thiết bị điện tử in 3D thân thiện với môi trường nhờ có mực in điện tử phân hủy sinh học

Khi các mạch điện in 3D được sản xuất rộng rãi, vấn đề rác thải điện tử có thể trở nên tồi tệ hơn. Đó là lý do các nhà khoa học Thụy Sĩ đã tạo ra loại "mực điện tử" có nguồn gốc tự nhiên mới với khả năng phân hủy sinh học khi được thải loại.

Hiện nay, hầu hết các mạch in 3D đều được làm từ mực dẫn điện kết hợp kim loại nặng và các polime có nguồn gốc từ dầu mỏ, không thể tái tạo. Vì các mạch này rất dễ được sử dụng để in với chi phí thấp, nên lý tưởng cho các thiết bị điện tử dùng một lần. Tuy nhiên, khi các thiết bị đó bị vứt bỏ, khó thu hồi hoặc xử lý an toàn mực trong các mạch này.

Để tìm giải pháp thay thế thân thiện với môi trường, các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Empa của Thụy Sĩ đã tạo ra loại mực điện tử in 3D từ vật liệu tái tạo có thể phân hủy sinh học.

Các tấm than chì dài mang lại độ dẫn cho mực với các hạt cacbon đen dẫn điện được sử dụng để thu hẹp khoảng cách giữa các tấm than chì. Hai dạng cacbon rẻ tiền được đưa vào chất nền shellac, có nguồn gốc từ nhựa do côn trùng cánh kiến ​​tiết ra.

Sau một số thử nghiệm và sai sót liên quan đến các kích thước và tỷ lệ hỗn hợp khác nhau của các tấm than chì, các nhà khoa học đã tạo ra loại mực điện tử dẻo, dai, không thấm nước, dẫn điện tốt, có thể in cả dạng 2D và 3D bằng các công nghệ hiện có. Nhóm nghiên cứu đã ứng dụng mực điện tử mới trong các thiết bị như cảm biến biến dạng, trong đó, điện trở của mạch in thay đổi khi cảm biến uốn cong.

TS. Gustav Nyström, đồng tác giả nghiên cứu hy vọng hệ thống mực này có thể được sử dụng cho các ứng dụng trong thiết bị điện tử in bền vững. Ví dụ, đối với các rãnh dẫn điện và các phần tử cảm biến trong bao bì thông minh và thiết bị y sinh hoặc trong lĩnh vực thực phẩm và cảm biến môi trường.

N.P.D (NASATI), theo https://newatlas.com/environment/biodegradable-e-ink-3d-printed-electronics/, 12/2021