Dresdenin tutkijat mullistavat elektroniikan kestävillä piirilevyillä!

Dresdenin tutkijat mullistavat elektroniikan kestävillä piirilevyillä!

Dresdenin teknillinen yliopisto (TUD) on juhlinut merkittävää menestystä: Dr. Hans Kleemannille myönnettiin Joachim Herz -palkinto 2025. Tämä arvostettu kunnia myönnetään hänen innovatiivisesta tutkimustavastaan ​​biopohjaisten ja kierrätettävien piirilevyjen alalla. Palkintosumma on vaikuttavat 500 000 euroa, mikä tekee palkinnosta yhden maailman arvokkaimmista tiedepalkinnoista. Palkintojenjakotilaisuus järjestetään Hampurissa 30. syyskuuta 2025, ja Kleemann aikoo käyttää rahat edistääkseen tutkimustaan ​​prototyypin kehittämiseksi. Hän johtaa TUD:n soveltavan fysiikan instituutin "Organic Devices and Systems" -ryhmää ja yhdistää siten laajan tietonsa elektronisten järjestelmien kestävästä suunnittelusta.

”UnbeLEAFable” -tutkimusprojektin tavoitteena on kehittää piirilevyihin uusia materiaaleja, joilla voidaan korvata perinteiset, ympäristölle haitalliset vaihtoehdot. Maailmassa syntyy vuosittain noin 62 miljoonaa tonnia elektroniikkajätettä, josta merkittävä osa johtuu väärin kierrätetyistä piirilevyistä. Perinteiset piirilevyt on valmistettu uusiutumattomista raaka-aineista ja niitä on vaikea kierrättää monimutkaisen materiaalikoostumuksensa vuoksi. Tätä ongelmaa käsitellään Kleemannin työssä, jonka tavoitteena on vähentää merkittävästi elektroniikkajätteen ympäristövaikutuksia.

Kestävät lähestymistavat ja materiaalit

Keskeinen osa Kleemannin työtä on kasvipohjaisesta substraatista valmistetun kestävän piirilevyn kehittäminen. Tämä innovatiivinen ratkaisu ei voisi vain vähentää elektroniikkajätettä, vaan sillä on myös myönteinen vaikutus ilmastoon. TUD:n tutkijat ovat havainneet, että piirilevyjen substraatti muodostaa usein jopa 60 % massasta ja laukaisee siksi suuren osan kierrätysongelmasta. Yleisimmät materiaalit koostuvat biohajoamattomista muoveista tai lasikuiduista, jotka on vahvistettu epoksihartsilla.

Uusi magnolian lehdistä valmistettu substraatti tarjoaa lupaavan vaihtoehdon. Ajatus lehtirunkojen käytöstä syntyi, kun tutkija Rakesh Nair katsoi magnoliapuuta. Substraatin valmistuksessa käytetään lignoselluloosaa, jota käsitellään yhdessä biohajoavien polymeerien, kuten etyyliselluloosan, kanssa. Lisäksi kitosaanipinnoitetta käytetään parantamaan johtavien musteiden tarttuvuutta. Tuloksena on joustava, läpikuultava ja kompostoitava alusta, joka on lämmönkestävä ja noudattaa perinteisiä valmistusmenetelmiä.

Globaali merkitys ja näkymät

Elektroniikkateollisuuden haasteet ovat valtavat. Vuonna 2022 sähköistä jätettä tuotettiin maailmanlaajuisesti yli 62 miljoonaa tonnia, mutta siitä kierrätettiin alle viidennes. Yksi tärkeimmistä syistä on lineaarinen tuotantomalli, joka sulkee pois kierrätettävät materiaalit ja edistää kaatopaikkojen määrää. Elektroniikkateollisuuden ympäristöjalanjälki on yhä kriittisempi ja on selvää, että perusteelliset uudistukset ovat tarpeen. Yritykset, kuten Apple, Cisco ja Dell, ovat jo omaksuneet kiertokulkuja ja kierrätysohjelmia, mutta pienet ja keskisuuret yritykset kohtaavat merkittäviä haasteita kestävien käytäntöjen toteuttamisessa.

Tohtori Hans Kleemannin tutkimuksella voisi siksi olla ratkaiseva panos tämän teollisuuden muutokseen. Kun hallitukset ja kuluttajat odottavat yhä enemmän ympäristöystävällisiä tuotteita, uusien, kestävien materiaalien kehittäminen on erittäin tärkeää. Investoinnit ympäristöystävällisiin materiaaleihin ja kiertotuotantoon ovat välttämättömiä elektroniikan ympäristöjalanjäljen pienentämiseksi. Kleemannin käynnistämät kehitystyöt voivat paitsi mullistaa elektroniikkateollisuuden, myös mahdollistaa perustavanlaatuisen muutoksen tavassa, jolla tuotteet suunnitellaan ja valmistetaan.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kestävän kehityksen merkitystä elektroniikkateollisuudessa ei voi enää sivuuttaa. Hans Kleemannin kaltaisten tutkijoiden aloitteet auttavat tasoittamaan tietä ympäristöystävällisempään tulevaisuuteen.

Dresdenin teknillinen yliopisto raportoi, Asiasta kertoo Plantresearch.de, Asiasta kertoo Electronics News.