بدلاً من لوحات الدوائر التقليدية التي يتم إرسالها إلى مكب النفايات، مما يزيد من مشكلة النفايات الإلكترونية، طور الفريق طريقة لطباعة الدوائر الإلكترونية القائمة على الزنك على الأسطح الصديقة للبيئة مثل الورق والبلاستيك الحيوي والتي تكون في الغالب قابلة للتحلل الحيوي. تقول أنه يمكن إذابة 99% من الدائرة في المواد الكيميائية المنزلية مثل الخل أو عن طريق تسميد التربة العادي.
قام الفريق بتطوير “عملية التصنيع المضافة للنمو والنقل”، والتي تحل محل النحاس بالزنك في الدوائر. يتم طلاء الزنك بالكهرباء في مسارات بعرض 5 ميكرون على حامل مؤقت يتم بعد ذلك نقله إلى قاعدة قابلة للتحلل.
وقال الباحثون إن أداء الدوائر مماثل للوحات التقليدية. الورقة المنشورة في مواد الاتصالات يُظهر الاختبار الناجح على العديد من الأجهزة، بما في ذلك أجهزة الاستشعار اللمسية وعدادات LED وأجهزة استشعار درجة الحرارة. وقد أظهر الفريق أيضًا أن أداء المواد يظل مستقرًا بعد أكثر من عام من بقائها في الظروف المحيطة.
وجد تقييم دورة الحياة الذي يقارن بين مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الجديدة وتلك التقليدية أن مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور القابلة للتحلل يمكن أن تساهم في تقليل التأثير البيئي للأجهزة الإلكترونية والنفايات الإلكترونية. وتشير هذه النتائج إلى أنها يمكن أن تؤدي إلى خفض احتمالات الانحباس الحراري العالمي بنسبة 79%، وخفض استنزاف الموارد بنسبة 90%.
الدكتور جوناثان هارويل جامعة جلاسكووقال جيمس وات في كلية الهندسة، والمؤلف الأول للورقة البحثية: “يوضح العمل خطوة كبيرة نحو الإلكترونيات الدائرية، حيث يتم تصميم الأجهزة منذ البداية لإعادة الاستخدام، أو إعادة التدوير، أو التحلل الآمن”.
وأضاف المؤلف المقابل للورقة، البروفيسور جيف كيتل من كلية جيمس وات للهندسة: “أحد الجوانب الرئيسية لعملنا هو أنه يمكن استخدام أي مادة ركيزة تقريبًا.. من الورق والبلاستيك الحيوي لتطبيقات أكثر واقعية، إلى الشوكولاتة للعروض اللذيذة ولكن ربما ليست عملية للغاية.
“نحن الآن نستكشف طرقًا لتكييف هذه التقنية مع مجالات أخرى مثل الإلكترونيات القابلة للتشكيل أو الاستشعار الحيوي، والتي يمكن أن تستفيد أيضًا من طريقة رخيصة ومتعددة الاستخدامات لصنع دوائر عالية الجودة ذات آثار بيئية منخفضة.”
