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Forscher der University of Glasgow haben kompostierbare Schaltkreise entwickelt, in dem sie Leiterbahnen unter anderem auf Schokolade und andere biologisch abbaubaren Materialien druckten.
Im Jahr 2024 wurden weltweit 62 Millionen Tonnen Elektroschrott entsorgt. Die Europäische Union recycelt bisher weniger als 17 Prozent dieser Abfälle. Ein Forscherteam der Universität Glasgow präsentiert mit biologisch abbaubaren Schaltkreisen nun eine Lösung für dieses wachsende Problem. Wie die Wissenschaftler im Fachjournal Communications Materials erklären, nutzen sie ein spezielles Verfahren namens „Wachstums- und Transfer-Additiv-Fertigungsverfahren“.
Mit dieser Methode gelang es den Forschern, leitfähige Metallspuren auf umweltfreundliche Oberflächen wie Papier oder Biokunststoff zu drucken. Die Methode macht herkömmliche Leiterplatten überflüssig, die oft auf Mülldeponien landen und dort schädliche Chemikalien freisetzen. Die kompostierbare Schaltkreise sollen eine vergleichbare Leistung wie traditionelle Platinen haben.
Kompostierbare Schaltkreise: Zink als umweltfreundliche Alternative
Das Forscherteam nutzten zudem Zink statt Kupfer, um die elektrische Leitfähigkeit der Bauteile sicherzustellen. Die Metallspuren weisen dabei lediglich eine Breite von fünf Mikrometern auf. In ihrer Arbeit sehen die Wissenschaftler eine großen Schritt hin zu einer Kreislaufwirtschaft für Elektronik. Sie betonen, dass Entwickler Geräte von Beginn an für die Wiederverwendung oder den sicheren Abbau konzipieren sollten.
Die Organisation UK Research and Innovation unterstützt das verantwortliche Zentrum für Elektronik mit über sechs Millionen Pfund. Diese finanziellen Mittel fördern die Suche nach neuen Wegen für nachhaltigere Industrien. Das Zentrum untersucht dabei ergänzende Technologien wie die effiziente Verarbeitung und das Recycling von Altgeräten.
Nach der Nutzung könnten Anwender 99 Prozent der Materialien sicher über die gewöhnliche Bodenkompostierung entsorgen. Alternativ löst gewöhnlicher Essig die Schaltkreise vollständig auf. Konventionelle Leiterplatten belasten hingegen oft die Umwelt, da ihre Materialien schwer oder nur kostspielig recycelbar sind.
Leiterbahnen auf Schokolade
Eine Untersuchung der Forscher belegt die ökologischen Vorteile der neuen Technologie im Vergleich zu Standardplatinen. Die biologisch abbaubaren Komponenten senken den CO2-Ausstoß in diesem Bereich um 79 Prozent. Zudem verringern sie den Ressourcenverbrauch um 90 Prozent.
Professor Jeff Kettle hebt hervor, dass der Prozess fast jedes Trägermaterial akzeptiert. Zu Demonstrationszwecken brachte das Team die Schaltkreise sogar erfolgreich auf Schokolade auf. In praktischen Tests bewährten sich die Platinen bereits in Temperatursensoren, LED-Zählern und taktilen Sensoren.
Die Leistungsfähigkeit der Materialien bleibt in normalen Umgebungsbedingungen über mehr als ein Jahr stabil. Das Team erkundet nun weitere Anwendungsfelder wie die Biosensorik oder formbare Elektronikkomponenten. Kompostierbare Schaltkreise könnten den ökologischen Fußabdruck künftiger Geräte erheblich senken.
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