完全可回收的印刷电子产品

杜克大学电子和计算机工程的艾迪教授Aaron Franklin说:“硅基计算机元件可能永远不会消失，我们也不指望像我们这样容易回收的电子产品能取代已经广泛使用的技术和设备。”“但我们希望通过创造新的、完全可回收的、容易的印刷电子产品展示他们的能力，他们可能会在未来的应用中得到广泛应用。”

随着全球范围内越来越多的电子产品进入人们的生活，丢弃的电子设备的数量也在不断增加，这些设备要么已经不能使用，要么已经被丢弃，取而代之的是新的型号。据联合国估计，每年被丢弃的数百万磅电子产品中，只有不到四分之一被回收。随着世界升级，问题只会变得更糟5克设备和物联网(IoT)继续扩大。

这个问题的部分原因是电子设备很难回收。大型工厂雇佣了数百名工人，对笨重的设备进行黑客攻击。但是，虽然铜、铝和钢的废料可以回收，但设备核心的硅芯片却不能。

在这项新的研究中，富兰克林和他的实验室展示了一种完全可回收、功能齐全的晶体管，它由三种碳基油墨制成，可以很容易地印在纸上或其他柔性、环保的表面上。碳纳米管和石墨烯油墨是用来半导体和导体,分别。富兰克林说，虽然这些材料对印刷电子产品来说并不新鲜，但一种名为“木材绝缘介质墨水”的开发为可回收利用开辟了一条道路nanocellulose．

“Nanocellulose可生物降解的并已被用于包装等应用多年，”富兰克林说。“虽然人们很早就知道它作为电子绝缘体的潜在应用，但之前还没有人知道如何在可打印墨水中使用它。这是让这些完全可回收设备发挥作用的关键之一。”

研究人员开发了一种方法，将从木材纤维中提取的纳米纤维素晶体悬浮在水中，再撒上少许食盐，就能产生一种油墨，在打印出来的晶体管中，这种油墨作为绝缘体的性能令人钦佩。在室温下将这三种墨水放入喷墨打印机中，研究小组发现，他们的全碳晶体管在各种各样的应用中都表现良好，即使是在首次打印后六个月。

然后，该团队展示了他们的设计是多么的可回收。通过将他们的设备浸入一系列的浴池中，用声波轻轻地振动它们，并将得到的溶液离心，碳纳米管和石墨烯依次回收，平均收率接近100%。这两种材料可以在相同的印刷过程中重复使用，同时几乎不会损失其性能可行性。由于纳米纤维素是由木材制成的，它可以简单地与印刷它的纸张一起回收利用。

与电阻或电容相比，晶体管是一种相对复杂的计算机组件，用于功率控制或逻辑电路和各种传感器等设备。富兰克林解释说，通过展示一种完全可回收的多功能印刷晶体管，他希望向将该技术用于简单设备的商业开发迈出第一步。例如，富兰克林说，他可以想象这种技术被用于一座大型建筑，需要数千个简单的环境传感器来监测其能源使用，或定制的生物传感补丁来跟踪医疗状况。

富兰克林说:“像这样的可回收电子产品不会过时，也不会以任何方式取代整个价值5000亿美元的工业，而且我们当然离打印可回收的计算机处理器还很远。”“但要展示这些新事物材料它们的功能有望成为迈向新型电子生命周期的正确方向的踏脚石。”

该作品出现在电子性质．