E-Atık Sorunu Çözümü:
Biyolojik Olarak Çözünebilen Yarıiletken

Son birkaç yılda elektronik cihazlarınızın kaç tanesini değiştirdiniz veya çöpe attınız? Plastik torbalar kadar olmasa da elektronik atıklarda çevreyle ilgili büyük sorun teşkil etmektedir. Teknoloji ile olan ilişkimizin büyüklüğü kirliliğe, kaynakların tükenmesine neden olur ve çevreye atılan cihazlar ekosisteme zarar verir. Peki istenmeyen elektronik cihazların kolay bir şekilde çözünmesinin bir yolu olsaydı?

A- A+

21.05.2017 tarihli yazı 9467 kez okunmuştur.

ZhenanBao, Stanford’da bulunan laboratuvarında, sirke gibi zayıf bir asitle temasa girdiğinde tamamen çözünebilen ultra ince, cilt benzeri bir yarıiletken için bir prototip oluşturmaya çalışıyor. Projede çalışan kimyagerler, "Grubumuzda gelecekteki elektronik cihazların nasıl geliştirileceğini düşünmek için insan derisinin işlevini taklit etmeye çalışıyoruz" dedi ve geleneksel polimer kimyasının doğası göz önüne alındığında, iyi bir elektriksel iletken olan ve biyolojik olarak parçalanabilen sağlam bir malzeme yaratmanın hiç de kolay bir başarı olmadığını belirterek sözlerine devam etti. "Biz hem muazzam elektronik özellikler gösteren hem de biyolojik olarak parçalanabilmeyi nasıl sağlayacağımızı düşünüyoruz” diyor.

Bu kısa sürede dönüşüm gösteren elektronik fikri, yeni olmadığı halde, son gelişmeler, silikon bazlı çeşitlilikten oluşuyor ve bu inorganik cihazlar "mekanik olarak kırılgan ve yüksek vakum gerektiren, yüksek sıcaklık ve genellikle yüksek maliyetli üretim süreçleri gerektiriyor" diye belirtiliyor. Organik polimer elektroniği diğer yandan düşük sıcaklıklarda üretilebiliyor ve biyolojik olarak parçalanabiliyor. Bu da karbon ayak izini düşük tutmaya yardımcı oluyor.

►İlginizi Çekebilir: Atık Cam Şişelerden Pil Üretiliyor

Bao'nun laboratuvarındaki araştırmacılar, polimerin yapısını değiştirerek, tersinir imin bağları ile kolayca çözünmesini sağladılar.Bao, "Bu molekülleri, elektronun molekül boyunca düzgün bir şekilde taşıyabilme kabiliyetini koruyabilen ve özel bir kimyasal bağ kullanan bir fikir bulduk. Kimyasal bağın zayıf aside, hatta saf sirkeden daha da zayıf olan aside duyarlı olduğunu keşfettik." dedi.

Bununla birlikte bu polimer, yarıiletkenin sadece bir parçasıdır. Ekip ayrıca ahşap, kâğıt ve pamukta bulunan doğal olarak biyolojik olarak bozunabilir bir polimer olan selülozdan bir alt tabaka geliştirdi. Araştırmacılar yapılarını değiştirerek, yarı iletkeni pürüzlü ve pürüzsüz yüzeylere kalıplar sağlayacak şekilde şeffaf ve esnek bir tabaka oluşturdular. Son bölüm ise, demirden yapılmış bir elektronik bileşenden oluşuyor. Genellikle altın, elektronikte yaygın olarak kullanılan, dengeli, biyouyumlu bir materyal olduğu için bu bileşenleri yapmak için kullanılır. Bununla birlikte, çevre dostu ve insanlar için toksik olma avantajına sahip olan demirden farklı olarak, çözülmez ve fiziksel olarak parçalanamaz.

Araştırmacılar deneylerinde, demir elektrotları bir pH 4.6 tampon solüsyonuna (sirke ve gastrik asit sırasıyla 2 ila 3 ve 1.5 ila 3.5 arasında bir pH aralığına sahip oldukları zaman) koyulduğunda, bir saat içinde hızla çözündü.Polimer ve selüloz gibi diğer malzemelerden oluşanalt katmanlar ise 30 günün sonunda çözünebildi.

►İlginizi Çekebilir: Elektronik Çöp Şehri | Guiyu

Çalışma devam ederken, bir ofis kağıdından (80 g/m²) 40 kat daha hafif olan bu yeni yarı iletken, geniş bir uygulama yelpazesine de kapı açıyor. Örneğin, insan vücudu tarafından emilebilen tıbbi uygulamalarda kullanılabilir, yani hastalar ekstra cerrahi müdahaleye ihtiyaç duymayabilir. Demir elektrotlarının, biyolojik olarak parçalanabilir polimerlerle örtülüp, bu tür bir uygulamada paslanmalarını önleyeceğini, ancak bu uygulamalar için klinik denemelere girmesinden önce daha fazla çalışma yapılması gerektiği de belirtildi.

Diğer potansiyel kullanımlar ise, kan basıncını, glikoz seviyelerini veya ter içeriğini ölçmek için cilde takılabilen giyilebilir izleyiciler gibi sağlık uygulamalarıveya kontrollü bir şekilde parçalanabilen, dolayısıyla onları izlemeyi zorlaştıran cihazlar. Lei, uzak bölgelerden veri bilgisi almak için de kullanılabileceğine inanıyor. Uçaklar veya dronlar, bu elektronik sensörleri ormanların üzerine veya ulaşmanın zor olduğu yerlere bırakır, böylece araştırmacılar, cihazları almak zorunda kalmadan veri araştırmasını yapabilirler. Amaçlarını gerçekleştirdikten sonra çevreyi kirletmeden doğal olarak parçalanırlar.

Uygulamaya bakılmaksızın, elektronik cihaz sayısının her geçen yıl arttığı göz önüne alındığında, bu tür cihazların biyolojik olarak çözünebilirliği giderek daha da önemli bir özellik olacak.

Kaynak:

►newatlas