Des scientifiques créent une puce informatique durable à base de bois

Les scientifiques en copeaux de bois comprennent comment fabriquer des composants informatiques basés 150526123835 1 540x360 clocheLes puces Yei Hwan Jung Wireless sont bonnes pour beaucoup de choses, mais l'environnement n'en fait certainement pas partie. La plupart contiennent de l'arséniure de gallium, un produit chimique toxique pour les poumons des petits animaux, et la grande majorité n'est pas biodégradable - les pièces non recyclables s'accumulent dans les décharges ou subissent une extraction dangereuse par des travailleurs mal payés. Et étant donné la projection de Gartner de 25 milliards d'appareils connectés d'ici 2020, le besoin d'alternatives plus propres ne pourrait être plus palpable. Heureusement, une solution pourrait être imminente grâce à une collaboration entre l'Université du Wisconsin-Madison et le Laboratoire des produits forestiers (FPL) du Département américain de l'agriculture, basé à Madison.

Dans un article publié dans la revue Nature Communications, des chercheurs des institutions partenaires décrivent leur création: une puce semi-conductrice composée presque entièrement de nanofibrilles de cellulose (CNF), un matériau flexible et biodégradable fabriqué à partir de bois. Vous avez bien lu: une partie informatique produite à partir d'arbres. La clé, apparemment, était de réduire le bon composant pour la substitution - l'équipe a finalement opté pour la couche de support (substrat) de la puce informatique parce que «la majorité du matériel dans une puce est un support», professeur en génie électrique et informatique à UW-Madison Zhenjiang «Jack» Ma a déclaré au Science Daily. «Nous n'utilisons que moins de quelques micromètres pour tout le reste.»

La cellulose est fabriquée pour la puce jetable la plus sûre - «vous pouvez les mettre dans la forêt et les champignons la dégraderont», a déclaré Ma - mais a une caractéristique problématique: une tendance à perdre sa forme en fonction de son humidité. »Le bois est un matériau hydroscopique naturel et pourrait attirer l'humidité de l'air », a déclaré Shaoqin Gong, professeur de génie biomédical à l'UW-Madison, à Science Daily. Les chercheurs ont réussi à résoudre ce problème en enduisant la cellulose d'un époxy. «Avec un […] revêtement sur la surface de la [cellulose], nous avons résolu le lissé de la surface et la barrière contre l'humidité», dit-elle.

Le respect de l'environnement n'est pas le seul avantage des puces à base de cellulose. Yei Hwan Jung, étudiant diplômé en génie électrique et informatique et co-auteur de l'article, a déclaré à Science Daily qu'en plus d'être «durables, biocompatibles et biodégradables», les copeaux sans fil à partir de matériaux dérivés du bois nécessitent également beaucoup moins toxines à fabriquer. «J'ai fabriqué 1 500 transistors en arséniure de gallium dans une puce de 5 x 6 millimètres. Typiquement, pour une puce micro-ondes de cette taille, il n'y a que huit à 40 transistors. Le reste de la zone est tout simplement gaspillé », a-t-il déclaré. «Nous prenons notre conception et la mettons sur [de la cellulose] en utilisant une technique d'assemblage déterministe, puis nous pouvons la placer où nous voulons pour créer un circuit complètement fonctionnel avec des performances comparables à celles des puces existantes.

Les puces à base de cellulose pourraient un jour passer de l'expérience de laboratoire à la marchandise, et Ma pense que la facilité d'équiper les installations de fabrication modernes avec les matériaux nécessaires pourrait accélérer l'adoption. Pour la santé et l'environnement, j'espère que ce jour n'est pas loin.