venerdì 24 luglio 2015

Presto chip verdi di basso costo e senza nessun impatto ambientale

Gli utenti di portatili elettronici tendono ad aggiornare frequentemente i propri dispositivi con nuove tecnologie che diventano meglio disponibili in quanto offrono più funzionalità e più convenienza.                                                                                                                            Un rapporto pubblicato dall’US Environmental Protection Agency nel 2012 ha mostrato che circa 152 milioni di dispositivi mobili sono scartati ogni anno, di cui solo il 10 per cento è riciclato - un patrimonio di rifiuti che consuma una quantità enorme di risorse naturali e produce un sacco di spazzatura realizzata con lo stoccaggio di materiali costosi e non biodegradabili, come il silicio molto purificato.                                                                             
I ricercatori dell’University of Wisconsin-Madison hanno escogitato una nuova soluzione per alleviare l'impatto ambientale di  materiali elettronici scartati. Essi hanno dimostrato la fattibilità di transistor a film sottile che supportano  le microonde, biodegradabili, costituiti da un substrato trasparente, biodegradabile, flessibile, in legno, poco costoso, chiamato, cellulosa nanofibrillata (CNF). Questo lavoro apre la porta alla produzione del  transistore verde, a basso costo, da utilizzare in futuro nei portatili di ogni tipo.
Descrizione del  dispositivo biodegradabile.
Degradabilità di un chip verde
 
"Abbiamo scoperto che i transistor di cellulosa nanofibrillata, basati su questa fibra mostrano prestazioni superiori a quella dei transistor a base di silicio convenzionali,- ha detto Zhenqiang Ma, il team leader e  professore di ingegneria elettrica e informatica presso l'UW-Madison- ed i transistor a base biologica sono così sicuri che si possano mettere nella foresta, dove i funghi saranno presto in grado di degradarli. Diventano sicuri come fertilizzanti.                                                                                                                                                    "Ai giorni nostri, la maggior parte dei dispositivi elettronici portatili sono costruiti in materiali non rinnovabili, non biodegradabili, come wafer di silicio, molto purificati, dunque substrati costosi e rigidi, ma i film di fibre di cellulosa nanofibrillata hanno il potenziale di sostituire i wafer di silicio come substrati elettronici ad alto profilo di smaltimento ambientale, a basso costo,  come gadget o dispositivi di futuri portatili.                                                                                                                                       La cellulosa nanofibrillata
è un nanomateriale forte, trasparente, sostenibile e, realizzata in legno. Rispetto ad altri polimeri come la plastica, il nanomateriale in legno è biocompatibile e ha coefficiente di dilatazione termica relativamente bassa, il che significa che il materiale non cambierà forma al variare della temperatura. Tutte queste proprietà garantiscono che la cellulosa nanofibrillata è un eccellente candidato per la fabbricazione di portatili elettronici “verdi”.  Per creare dispositivi ad alte prestazioni, la squadra impiega nanomembrane di silicio,come il materiale attivo nel transistor - pezzi di film ultra-sottili (più sottili di un capello umano) pelati dal cristallo alla rinfusa e poi trasferiti e incollati sul substrato di cellulosa nanofibrillata, creando un transistore al silicone flessibile, biodegradabile e trasparente.  Per rendere elettronici i portatili, il transistore biodegradabile doveva essere in grado di operare a frequenze delle microonde, che è il campo di lavoro della maggior parte dei dispositivi wireless. I ricercatori hanno quindi condotto una serie di esperimenti come la misurazione delle caratteristiche corrente-tensione, per studiare le  prestazioni funzionali del dispositivo, che infine dimostrano come il transistore biodegradabile ha capacità operative superiori alla frequenza di microonde, paragonabile ai transistori a semiconduttore esistenti." Prodotti di elettronica biodegradabili offrono una nuova soluzione per i problemi ambientali, -ha detto Ma- proposti dalla ricerca esasperata dei consumatori di dispositivi portatili, rapidamente aggiornati. Si può prevedere che i futuri chip elettronici e dispositivi portatili saranno molto più verdi e meno costosi di quelli di oggi. Ma e colleghi hanno un piano di sviluppo del sistema di circuito più complesso, basato sui transistor biodegradabili.


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