Onderzoekers onderzoeken hoe elektronische componenten gemaakt kunnen worden van milieuvriendelijke, biologisch afbreekbare materialen om een ​​groeiend probleem op het gebied van de volksgezondheid en het milieu aan te pakken:jaarlijks wordt ongeveer 50 miljoen ton elektronisch afval geproduceerd.

Minder dan 20% van het e-waste dat we produceren, wordt formeel gerecycled. Veel van de rest komt op stortplaatsen terecht, bodem en grondwater vervuilen, of informeel wordt gerecycled, werknemers blootstellen aan gevaarlijke stoffen zoals kwik, lood en cadmium. Onjuist beheer van e-waste leidt ook tot een aanzienlijk verlies van schaarse en waardevolle grondstoffen, zoals goud, platina en kobalt. Volgens een VN-rapport er zit 100 keer meer goud in een ton e-waste dan in een ton gouderts.

Hoewel natuurlijke biomaterialen flexibel zijn, goedkoop en biocompatibel, ze geleiden een elektrische stroom niet erg goed. Onderzoekers onderzoeken combinaties met andere materialen om levensvatbare biocomposietelektronica te vormen, leg Ye Zhou van de Chinese Shenzhen University en collega's uit in het tijdschrift Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen .

De wetenschappers verwachten dat het opnemen van biocomposietmaterialen in het ontwerp van elektronische apparaten kan leiden tot enorme kostenbesparingen, opent de deur voor nieuwe soorten elektronica door de unieke materiaaleigenschappen, en vinden toepassingen in implanteerbare elektronica vanwege hun biologische afbreekbaarheid.

Bijvoorbeeld, er is brede belangstelling voor de ontwikkeling van organische veldeffecttransistoren (FET), die een elektrisch veld gebruiken om de stroom van elektrische stroom te regelen en kunnen worden gebruikt in sensoren en flexibele platte beeldschermen.

Flash-geheugenapparaten en biosensorcomponenten gemaakt met biocomposieten worden ook bestudeerd. Bijvoorbeeld, één FET-biosensor bevatte een calmoduline-gemodificeerde nanodraadtransistor. Calmoduline is een zuur eiwit dat aan verschillende moleculen kan binden, dus de biosensor kan worden gebruikt voor het detecteren van calciumionen.

Onderzoekers zijn vooral geïnteresseerd in het vinden van biocomposietmaterialen die goed werken in resistieve RRAM-apparaten (Random Access Memory). Deze apparaten hebben een niet-vluchtig geheugen:ze kunnen gegevens blijven opslaan, zelfs nadat de stroom is uitgeschakeld. Biocomposietmaterialen worden gebruikt voor de isolerende laag die is ingeklemd tussen twee geleidende lagen. Onderzoekers hebben geëxperimenteerd met het verspreiden van verschillende soorten nanodeeltjes en kwantumstippen in natuurlijke materialen, zoals zijde, gelatine en chitosan, elektronenoverdracht te verbeteren. Een RRAM gemaakt met met cetyltrimethylammonium behandeld DNA ingebed met zilveren nanodeeltjes heeft ook uitstekende prestaties laten zien.

"Wij geloven dat functionele apparaten gemaakt met deze fascinerende materialen in de nabije toekomst veelbelovende kandidaten zullen worden voor commerciële toepassingen met de ontwikkeling van materiaalwetenschap en vooruitgang in de fabricage van apparaten en optimalisatietechnologie. ’ concluderen de onderzoekers.