Computer-Chips aus »Holz« - Fast komplett biologisch abbaubar

Der Kreislauf von Cellulose Nanofibril (CNF). (Bildquelle: Nature)

Eine Gruppe aus 17 Forschern aus den USA und China hat ein Substrat für Computer-Chips entwickelt, das biologisch abbaubar ist und aus Holz gewonnen wird. Aus der Zellulose des Holzes wird ein transparentes und stabiles Material namens »Cellulose Nanofibril« (CNF) gewonnen, das als Substrat für Chips verwendet werden kann. Dazu wird das CNF mit Epoxidharz bestrichen, um eine feste Oberfläche zu bieten und ein Ausdehnen bei Wärme zu verhindern. Das Substrat liefert in Chips die Basis, auf der dann die eigentlichen aktiven Halbleiter-Schichten aufgebracht werden.

Herkömmliche Chips verwenden für die aktiven Schichten und das Substrat die gleichen Materialien, die großteils aus giftigen oder umweltschädigenden Substanzen bestehen. Die neuen Chips würden diese Substanzen nur noch in der aktiven Schicht besitzen. Auf die Leistung der Chips soll sich das laut den Forschern nicht auswirken. Das neue Substrat soll aber nicht nur biologisch abbaubar sein, sondern auch noch günstiger als die aktuell verwendeten Materialien. Den Forschern ist es auch gelungen, auf diesem Substrat Schaltkreise aus Gallium-Arsenid aufzubringen, wie sie aktuellen in den meisten Mobilgeräten zum Einsatz kommen. Laut den Forschern sind solche Chip für Hochleistungs-Elektronik geeignet, die mit aktueller Hardware vergleichbar ist.

Insgesamt würden beim kommerziellen Einsatz von Cellulose Nanofibril rund 99,9 Prozent des bisher verwendeten Halbleiter-Materials eingespart. Nicht mehr benötigte oder beschädigte Chips könnten in einem einfachen Prozess, in dem Wasser und Pilze zum Einsatz kommen, bis auf den geringen Halbleiter-Anteil innerhalb von Wochen biologisch abgebaut und wieder in die Natur ausgebracht werden.

Quelle: Nature