Neue Computer-Chips aus Holz sollen dafür sorgen, dass elektronische Geräte die Umwelt nicht mehr so stark belasten wie bislang noch.
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Statt aus Silizium oder Galliumarsenid kann das Trägermaterial von Computer-Chips in Zukunft aus einem Material bestehen, das aus Holz hergestellt wird. (Foto: thesuccess)
Ein Team von Wissenschaftlern an der University of Wisconsin-Madison hat in Zusammenarbeit mit Kollegen vom U.S. Department of Agriculture Forest Products Laboratory einen Halbleiter-Chip entwickelt, der fast vollständig aus Holz besteht.
Derartige Chips sollen die Umweltbelastung verringern, die elektronische Geräte verursachen. Denn tragbare Geräte wie Smartphones bestehen teilweise aus nicht erneuerbaren, nicht biologisch abbaubaren und sogar giftigen Bestandteilen. Dennoch werden solche Geräte „in einem alarmierenden Tempo weggeworfen – bedingt durch das Streben der Verbraucher nach dem nächsten besten elektronischen Spielzeug“ (so die Pressemitteilung der Universität).
Cellulose Nanofibril: biegsam und biologisch abbaubar
Die Wissenschaftler unter der Leitung von Professor Zhenqiang Ma beschreiben ihre Entwicklung in einem gestern veröffentlichten Artikel in der Zeitschrift „Nature Communications“. Der Artikel demonstriert, wie es möglich ist, das Trägermaterial eines Computer-Chips durch „cellulose nanofibril“ (CNF) zu ersetzen – ein biegsames und biologisch abbaubares Material, das aus Holz hergestellt wird. Bei herkömmlichen Chips besteht dieses Trägermaterial aus Silizium oder Galliumarsenid.
„Der größte Teil des Materials in einem Chip hat eine Trägerfunktion. Wir verwenden nur weniger als ein paar Mikrometer für alles andere“, erläutert Professor Ma. „Jetzt sind die Chips so sicher, dass man sie in den Wald bringen kann, wo sie dann von Pilzen abgebaut werden. Die Chips werden so sicher wie Dünger.“
Kunstharz schützt vor Feuchtigkeit
Ein Hindernis, dass es beim Entwickeln des Materials zu überwinden galt, besteht in der Eigenschaften von Holz, Feuchtigkeit aus der Umgebung aufzunehmen und sich dann auszudehnen. Um dies zu verhindern, haben die Wissenschaftler die Oberfläche des CNF-Materials mit einer Schicht aus Kunstharz versehen.
Prognose: weit verbreitete Nutzung
Neben der biologischen Abbaubarkeit dieses Materials hebt Zhenqiang Ma auch die Flexibilität von CNF hervor, die seiner Einschätzung nach zu einer verbreiteten Nutzung dieser Art von Chips führen wird.
„Die Massenproduktion der gegenwärtigen Halbleiter-Chips ist sehr kostengünstig. Daher wird es einige Zeit dauern, bis die Industrie sich an unsere Methode anpassen wird“, sagt Professor Ma. „Aber flexible Elektronik ist die Zukunft, und wir denken, dass wir mit unserer Entwicklung einen großen Vorsprung haben.“
Entwickelt haben das biologisch abbaubare Chip-Material Wissenschaftler an der University of Wisconsin-Madison unter der Leitung von Professor Zhenqiang Ma. (Foto: Jeff Miller / University of Wisconsin-Madison)
Quelle: University of Wisconsin-Madison
