Das australische Unternehmen MycelioTronics versucht, das Problem des Elektronikschrotts zu lösen, indem es es mit einem kreativen Biomaterial-Ansatz angeht ersetzt die üblichen Schichtkomponenten in einer Leiterplatte mit Pilzmyzelhaut. Diese Myzelhaut, die aus dem Pilz Ganoderma lucidum gewonnen wird, entwickelt nachweislich PCB-ähnliche Eigenschaften (wie Wärmebeständigkeit, Flexibilität und Isolierung) und ermöglicht aufgrund ihres biologischen Ursprungs auch viel einfachere Zersetzungs- und Recyclingprozesse.
Die Elektronikindustrie hat gemischte Nachhaltigkeitspraktiken. Dies gilt insbesondere für Leiterplatten, die seltene Mineralien (wie Kupfer und Gold), Epoxidharze und chemische Elemente verwenden, die so kompliziert miteinander verbunden, verdrahtet und sandwichartig zusammengefügt sind, dass Recyclingbemühungen äußerst schwierig sind. Recycling führt in der Regel zur Verwendung umweltschädlicher Chemikalien, die die Trennung einiger ihrer Bestandteile ermöglichen.
„Elektronische Geräte sind unwiderruflich in unser Leben integriert“, so Dr. Martin Kaltenbrunner, erklärten die Forscher. “Doch ihre begrenzte Lebensdauer und oft unvorsichtige Entsorgung erfordern nachhaltige Konzepte, um eine grüne elektronische Zukunft zu verwirklichen. Die Forschung muss ihren Fokus auf die Substitution von nicht abbaubaren und schwer zu recycelnden Materialien verlagern, um entweder einen biologischen Abbau oder ein einfaches Recycling von elektronischen Geräten zu ermöglichen.”
Natürlich gibt es auch die Frage der geplanten Obsoleszenz und Herstellungspraktiken, die diese Prozesse noch schwieriger machen. Diese wiederum haben Bewegungen wie Right to Repair hervorgebracht und Apple sogar dazu gezwungen, den USB-Standard auf seinen zukünftigen iPhones zu übernehmen (je weniger Kabeltypen es gibt, desto weniger davon werden veraltet sein). Eine der Möglichkeiten, wie Unternehmen und Forscher versuchen, den Gesamtfußabdruck der Elektronikindustrie zu verringern, besteht darin, Biomaterialalternativen zu finden, die diese Umweltkosten reduzieren, ohne das Tempo der technologischen Innovation zu behindern.
Laut den Forschern ist die in Ganoderma lucidum vorhandene Myzelhaut ein solches Material: Sie ist sowohl dünn als auch flexibel und behält gleichzeitig eine starke strukturelle Integrität. Rund 2000 Biegezyklen hat es überstanden; es zeigt im zusammengeklappten Zustand nur mäßigen Widerstand; es isoliert elektrische Ströme; und kann Temperaturen von bis zu 250 Grad Celsius aushalten, was höher ist als selbst bei den besten Leiterplattenbaugruppen (die normalerweise für bis zu 150 Grad Celsius ausgelegt sind). Diese Hitzebeständigkeit macht die Myzelhaut zu einem attraktiven Vorschlag für die tatsächliche Implantation von Komponenten (wie CPUs und anderen) durch herkömmliches Löten; und interessanterweise, je älter die Myzelhaut ist, desto höher ist ihre thermische Obergrenze.
Alle Merkmale für einen PCB-Ersatz sind also vorhanden – mit dem zusätzlichen Vorteil, dass myzelbasierte PCB wie diese nach Ablauf ihrer Haltbarkeitsdauer biologisch abgebaut werden können. Es braucht nur Wasser (was Sie sowieso nicht in Ihrer nicht veralteten Elektronik haben möchten) oder UV-Beleuchtung. Ohne diese beiden Elemente, sagen die Wissenschaftler, könnte das auf Myzel basierende PCB Hunderte von Jahren halten.
Natürlich fungiert die Myzelhaut nicht alleine als PCB; Seine Eigenschaften sind die eines Isolators, was bedeutet, dass ihm Leitfähigkeit hinzugefügt werden muss, um eine Biomaterial-Leiterplatte herzustellen. Also brachten die Forscher Beschichtungen aus Kupfer, Chrom und sogar Gold auf (ein Prozess, der als physikalische Gasphasenabscheidung bekannt ist [PVD]) an die Myzelhaut, die die erforderlichen elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften hinzufügte. Das neu gebildete Material wurde dann mit Lasern abgetragen (ähnlich wie es bei typischen PCBs der Fall ist), um die überschüssigen Mineralien zu entfernen, wobei die leitfähigen Bahnen zurückblieben, die durchgehend elektrische Signale übertragen.
Myzel-Netzwerke (auch als Mykorrhiza-Netzwerke bekannt) gehören zu den interessantesten Strukturen in der Natur und ermöglichen es einem wahren Netzwerk von Pilzen, Pflanzen und Bäumen, durch die Übertragung von Wasser, Stickstoff, Kohlenstoff und anderen Mineralien zu „kommunizieren“. . Durch dieses Netzwerk können Bäume teilen ihre Ressourcen in einem dezentralen System von Feedbackschleifen miteinander. Es mag Sie überraschen, dass dieses Netzwerk den größten Teil der Landmasse der Erde abdeckt.