Leaftronics-technologie, ontwikkeld geïnspireerd op de structuur van bladeren, biedt een duurzame oplossing voor elektronisch afval, met hoogwaardige biologisch afbreekbare substraten
Een blad: zo’n eenvoudig maar buitengewoon complex element. Van dit kleine meesterwerk van de natuur heeft een team van onderzoekers onder leiding van Prof. Karel Leo bij de TUD Technische Universiteit Dresden heeft inspiratie opgedaan voor een innovatie die de toekomst van de elektronica radicaal zou kunnen veranderen. Wordt gebeld Leaftronicaeen technologie die de natuurlijke structuren van bladeren gebruikt om biologisch afbreekbare elektronische substraten te creëren, die hoge prestaties en ecologische duurzaamheid kunnen combineren. Een stap voorwaarts om de groeiende berg elektronisch afval die onze planeet verstikt, terug te dringen.
Het project, gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Wetenschappelijke vooruitgangis geen verre futuristische visie, maar een concrete en schaalbare oplossing.
Elk jaar produceert de wereld meer 60 miljoen ton elektronisch afvalwaarvan meer dan 75% niet wordt ingezameld of gerecycled. Een groot deel hiervan komt voort uit niet-recyclebare substratenzoals de met glasvezel versterkte printplaten van epoxyhars die de structuur vormen van bijna alle elektronische apparaten.
De wetenschappelijke gemeenschap heeft lang geprobeerd deze materialen te vervangen door biologisch afbreekbare alternatieven, maar zonder succes: de natuurlijke polymeren die tot nu toe zijn bestudeerd, zijn niet bestand tegen de hitte of chemische middelen die nodig zijn voor industriële productie. Leaftronica overwint deze barrière door gebruik te maken van een van de meest perfecte voorbeelden van techniek die de natuur ons biedt: de lignocellulosestructuur van bladeren.
Het briljante idee: de biologie aanpassen aan innovatieve technologie
Het geheim van Leaftronics schuilt in een detail van de bladeren dat vaak onopgemerkt blijft. Binnenin zijn de bladeren aanwezig quasi-fractale lignocelluloseskelettenzeer complexe structuren die dienen als steigers voor levende cellen. Het team van prof. Leo heeft ontdekt dat dezelfde structuren kunnen worden gebruikt om biologisch afbreekbare polymeerfilms te versterken, waardoor ze thermische en mechanische weerstand krijgen die voorheen onmogelijk leek.
Zoals hij uitlegt Dr. Hans Kleemannhoofd van de groep Organic Devices and Systems:
De quasi-fractale structuren die levende cellen in bladeren ondersteunen, zijn perfect gebleken voor het stabiliseren van in oplossing verwerkbare polymeren. Verrassend genoeg behouden ze deze eigenschappen zelfs bij hoge temperaturen, zonder de biologische afbreekbaarheid in gevaar te brengen.
Dit resultaat lost niet alleen het weerstandsprobleem op, maar maakt ook de creatie mogelijk van gladde en hoogwaardige substraten, essentieel voor de productie van geavanceerde apparaten zoals OLED (organische lichtgevende dioden).
Leaftronics: de groene evolutie van elektronica
Op Leaftronics gebaseerde substraten bieden voordelen die verder gaan dan biologische afbreekbaarheid. Met een ecologische voetafdruk drie keer minder dan papiervormen ook een keerpunt in termen van energieduurzaamheid. Zodra hun levenscyclus voorbij is, kunnen ze dat zijn afgebroken in de bodem of omgezet in biogasterwijl waardevolle componenten zoals metalen en halfgeleiders kunnen worden teruggewonnen.
Deze technologie, die de schittering van de natuur combineert met de efficiëntie van moderne technologie, zou een keerpunt kunnen betekenen in sectoren variërend van consumentenelektronica tot hernieuwbare energie. Zoals prof. Leo opmerkt:
Leaftronics laat zien dat de samensmelting van natuur en technologie niet alleen mogelijk is, maar ook noodzakelijk om de milieu-uitdagingen die voor ons liggen aan te pakken.
De weg naar een werkelijk circulaire economie loopt via ideeën als Leaftronics, waar hoogwaardige technologie en respect voor het milieu compromisloos naast elkaar bestaan. Het gaat niet alleen om het verminderen van afval, maar ook om het heroverwegen van de manier waarop we elektronische apparaten maken en gebruiken, waarbij harmonie met het ecosysteem centraal staat.