Австралийская компания MycelioTronics пытается решить проблему отходов от электроники, решая ее с помощью творческого подхода к биоматериалам, заменяющим обычные многослойные компоненты в печатной плате на кожу из грибкового мицелия. Было показано, что эта кожура мицелия, извлеченная из гриба Ganoderma lucidum, развивает свойства, подобные печатным платам (такие как термостойкость, гибкость и изоляция), а также позволяет значительно упростить процессы разложения и переработки благодаря своему биологическому происхождению.
В электронной промышленности используются смешанные практики устойчивого развития. Это особенно верно в отношении печатных плат, в которых используются редкие минералы (такие как медь и золото), эпоксидные смолы и химические элементы, которые настолько сложно связаны между собой, скреплены проводами и зажаты друг с другом, что их переработка чрезвычайно затруднена. Переработка обычно приводит к использованию вредных для окружающей среды химических веществ, которые позволяют отделить некоторые из составляющих его материалов.
Доктор Мартин Кальтенбруннер утверждает: «Электронные устройства безвозвратно интегрируются в нашу жизнь. Тем не менее, их ограниченный срок службы и часто непредусмотрительная утилизация требуют устойчивых концепций для реализации зеленого электронного будущего. Исследования должны сместить акцент на замену неразлагаемых и трудно перерабатываемых материалов, чтобы обеспечить либо биоразложение, либо легкую переработку электронных устройств».
Конечно, есть также вопрос запланированного устаревания и методов производства, которые делают эти процессы еще более сложными. В свою очередь, это породило такие движения, как «Право на ремонт», и даже вынудило Apple принять стандарт USB на своих будущих iPhone (чем меньше типов кабелей, тем меньшее их количество устаревает). Один из способов, с помощью которого компании и исследователи пытаются уменьшить общее воздействие электронной промышленности, заключается в поиске альтернативных биоматериалов, которые снижают эти экологические издержки, не препятствуя при этом темпам технологических инноваций.
По словам исследователей, кожура мицелия, присутствующая в Ganoderma lucidum, является одним из таких материалов: она одновременно тонкая и гибкая, сохраняя при этом сильную структурную целостность. Она смогла выдержать около 2000 циклов изгиба; в сложенном виде проявляет лишь умеренное сопротивление; изолирует электрические токи; и может выдерживать температуры, достигающие 250 градусов по Цельсию, что выше, чем даже у лучших сборок печатных плат (которые обычно рассчитаны на 150 градусов по Цельсию). Эта термостойкость делает кожуру мицелия привлекательной для фактической имплантации компонентов (таких как процессоры и другие) посредством традиционной пайки; и что интересно, чем старше оболочка мицелия, тем выше ее тепловой потолок.
Таким образом, все признаки замены печатных плат налицо, плюс дополнительный бонус в том, что платы на основе мицелия могут подвергаться биоразложению по истечении срока их годности. Им нужна только вода (чего вам в любом случае не нужно в вашей неустаревшей электронике) или ультрафиолетовое освещение. По словам ученых, в отсутствие этих двух элементов плата на основе мицелия может существовать сотни лет.
Конечно, оболочка мицелия сама по себе не функционирует как печатная плата: ее свойства аналогичны изолятору, а это означает, что к ней должны быть добавлены проводящие свойства, чтобы создать печатную плату из биоматериала. Поэтому исследователи нанесли покрытия из меди, хрома и даже золота (процесс, известный как физическое осаждение из паровой фазы [PVD]) на кожу мицелия, что добавило требуемые свойства электропроводности. Затем новообразованный материал подвергали абляции лазерами (подобно обычным печатным платам), чтобы удалить избыток минералов, оставив после себя проводящие дорожки, по которым проходят электрические сигналы.
Сети мицелия (также известные как микоризные сети) являются одними из самых интересных структур в мире природы и позволяют настоящей сети грибов, растений и деревьев «общаться» посредством переноса воды, азота, углерода и других минералов. Через эту сеть деревья могут делиться своими ресурсами друг с другом, что составляет децентрализованную систему петель обратной связи. Вы можете быть удивлены, узнав, что эта сеть покрывает большую часть мировой суши.