В Германии испытали компостируемые печатные платы из грибного мицелия

Команда Технического университета Бергакадемии Фрайберга разработала компостируемую альтернативу традиционным печатным платам. В качестве основы исследователи использовали мицелий гриба Aspergillus niger, который образуется как побочный продукт при промышленном производстве лимонной кислоты.

Обычные печатные платы чаще всего делают из армированной стекловолокном эпоксидной смолы. Такой материал прочен и термостоек, но плохо поддается переработке и не разлагается биологически. Это одна из причин, по которой электронные отходы остаются сложным потоком для переработчиков: в одном изделии сочетаются полимеры, стекловолокно, металлы и электронные компоненты.

В новой разработке биоотходы формуют и сушат на воздухе, получая пластину, похожую на пластик. Толщина образцов составляет около 0,5 см, плотность — 1,23 г/см³, что сопоставимо с плотностью стандартных печатных плат. На такие пластины исследователи наносили электронные компоненты с помощью прямой записи чернилами, стандартного травления и ручной пайки.

По словам Нины Ольсен, аспирантки университета и первого автора научной публикации, в лабораторных условиях материал показывает хорошие механические свойства и термостойкость. При этом его электрические характеристики пока уступают обычным печатным платам. Поэтому на текущем этапе речь идет прежде всего о прототипировании и низкочастотных применениях: датчиках окружающей среды, потребительских товарах и игрушках.

Разработка получила название AnimatPCB. Ее авторы считают, что такой подход может снизить долю трудно перерабатываемых материалов в электронике и упростить обращение с изделиями после окончания срока службы. По оценке Линуса Стегбауэра из Технического университета Бергакадемии Фрайберга, мицелий гриба может иметь до 56% меньший углеродный след по сравнению с обычной печатной платой и растворяться в воде после использования. Он также отмечает, что нанесенные на плату транзисторы могут быть функционально восстановлены.

Для рынка переработки это важно из-за роста электронных отходов. По оценкам Global E-waste Monitor, к 2030 году их объем в мире может достичь 82 млн тонн. Печатные платы входят в наиболее сложную часть этого потока: с одной стороны, они содержат ценные металлы, с другой — их композитная основа мешает эффективному извлечению и повышает стоимость переработки.

Если подобные материалы дойдут до промышленного применения, они могут изменить подход к проектированию электроники для последующей утилизации. Более разлагаемая или растворимая основа потенциально упрощает отделение компонентов и снижает объем остаточных отходов. Однако до массового внедрения еще далеко: материалу нужно пройти испытания по отраслевым стандартам, включая IPC-A-600 или DIN EN 60249-1, а также улучшить показатели водопоглощения.

Пока AnimatPCB остается лабораторным прототипом, а не заменой современным печатным платам. Но сама логика разработки важна для отрасли вторсырья: производители электроники все чаще будут оцениваться не только по характеристикам продукта, но и по тому, насколько его можно безопасно разобрать, восстановить и переработать.