Der Umwelt zuliebe: Computerchips aus Holz

Wissenschaftlern ist es gelungen, einen Computerchip zu erschaffen, der nahezu komplett aus Holz besteht. Damit ist der Chip biologisch abbaubar, was in einer Zeit, in der die Menschheit immer mehr Abfall produziert, ein sehr willkommen Effekt ist.

Holzbasierte Chips reduzieren den Abfall

Dem Forscherteam gelang es, die unterstützende Schicht, auf die jeder Computerchip gebaut ist, aus einem Material namens “cellulose nanofibril (CNF)” zu konstruieren. CNF ist ein biologisch abbaubares Material, das auf dem Holz von Bäumen basiert. Für gewöhnlich kommt hier ein auf Öl basierter Kunststoff zum Einsatz. Das Team hofft, erste Impulse zur Verwendung abbaubarer Materialien zu geben, um so dem Abfallproblem entgegenzutreten.

“The majority of material in a chip is support,” says Zhenqiang Ma, one of the authors of the paper. This support makes up around 99% of the computer chip. “We only use less than a couple of micrometers for everything else. Now the chips are so safe you can put them in the forest and fungus will degrade it. They become as safe as fertilizer”, so Zhenqiang Ma, ein Mitglied der Gruppe.

Laut des Artikels, der in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, wurden 2007 täglich bis zu 426.000 Handys allein in den USA in den Müll geworfen. Der Technologiebereich ist einer enorm schnellen Entwicklung unterworfen, was dazu führt, das vor allem elektronische Geräte für Konsumenten immer schneller im Müll landen. Die Entsorgungskosten sind enorm, weshalb hier oft Abkürzungen genommen werden. Elektroschrott aus Europa landet mit Vorliebe in Afrika. Hinzu kommt, dass in Technikprodukten zahlreiche nicht erneuerbare Materialien zum Einsatz kommen.

Für eine nachhaltigere Welt

Das Team arbeitet mit der Universität von Wisconsin zusammen und forscht seit 2009 im Bereich abbaubarer Nanomaterialien. Dazu wurde Holz in noch kleinere Einheiten reduziert als die Fasern, die bei der Papierproduktion zum Einsatz kommen. Aus diesen Einheiten entstand dann das sehr starke und flexible Material, das nun in den Chips zum Einsatz kommt. Die besondere Herausforderung bei der Konstruktion des Materials war es, Formveränderungen zu verhindern. Die Lösung fand sich schließlich in einer dünnen Schicht Epoxid-Kleber.

“You don’t want it to expand or shrink too much. Wood is a natural hydroscopic material and could attract moisture from the air and expand. With an epoxy coating on the surface of the CNF, we solved both the surface smoothness and the moisture barrier”, so Zhiyong Cai, einer der Hauptautoren des Artikels.

Die Forscher hoffen, dass ihr Material sich als flexibel genug erweist, um in allen Computerchips zum Einsatz zu kommen und die Elektronikindustrie nachhaltiger zu gestalten.

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