Biologisk nedbrytbare kretskort

Et forskerteam ved University of Glasgow samarbeider med industrien for å utvikle biologisk nedbrytbare kretskort som kan brukes i trådløse kommunikasjonssystemer. Målet er å redusere miljøbelastningen fra elektronikkavfall og finne alternativer til dagens ikke-gjenvinnbare materialer.

Samarbeidet mellom universitetet og selskapet Jiva Materials skal bidra til å erstatte tradisjonelle mønsterkort, som gjerne består av glassfiberforsterkede epoksyplater og flammehemmende tilsetninger. Slike materialer lar seg ikke resirkulere og havner som regel på deponi. Kretskort står for opptil 40 prosent av verdens elektronikkavfall, og mange inneholder dessuten PFAS – «evighetskjemikalier» som brytes svært langsomt ned i naturen.

Jiva Materials har utviklet Soluboard, et nytt kortmateriale basert på naturfibre som jute og lin, kombinert med en vannløselig harpiks. Når kortene har nådd slutten av sin levetid, kan de løses opp i varmt vann. Metallbaner og komponenter frigjøres, slik at verdifulle metaller som kobber kan tas ut for gjenbruk.

Forskere ved universitetets James Watt School of Engineering samarbeider nå med Jiva Materials for å optimalisere Soluboard for høyhastighets elektronikk i gigahertz-området. Målet er å dokumentere at materialet kan brukes i applikasjoner for trådløs kommunikasjon, der kravene til lavt tap og stabil dielektrisk ytelse er høye.

En nylig publisert white paper fra prosjektet viser at Soluboard kan benyttes til radiofrekvenskretser som opererer over 4 GHz – et frekvensområde som dekker vanlige trådløse teknologier som Wi-Fi, Bluetooth og RFID. Testene viser også at kretskortet støtter signalhastigheter over 3 Gbit/s uten merkbar signaldemping, noe som gjør det aktuelt for grensesnitt som HDMI og USB.

– Vi ønsker å bidra til å redusere karbonavtrykket fra elektronikkindustrien, sier Dr. Mahmoud Wagih, prosjektleder og forsker ved James Watt School of Engineering. – Sammen med Jiva Materials utvikler vi nye kretsdesign som kombinerer effektivitet og miljøhensyn. Å arbeide med plantebaserte materialer i RF- og mikrobølgeapplikasjoner er krevende, men vi ser et stort potensial.

Stephen Driver, administrerende direktør i Jiva Materials, påpeker at endringen krever omfattende testing og samarbeid: – Kretskort er en stille, men betydelig forurensningskilde. Samarbeidet med University of Glasgow gir oss verdifull støtte til å forbedre de elektriske egenskapene uten å gå på bekostning av miljøprofilen, sier han.

Forskningsarbeidet inngår i det britiske initiativet Responsible Electronics and Circular Technology Centre (REACT), finansiert av UK Research and Innovation (UKRI) med over seks millioner pund. Senteret er ett av fem nasjonale Green Economy-sentre som arbeider for mer sirkulære og bærekraftige produksjonsprosesser innen elektronikksektoren.