Forsker på elektronikk som oppløser seg selv

Framtiden lover ikke bra med tanke på elektronisk søppel søppel. Nå vil forskere ta grep. De vil finne fram til prosesser der elektronikk produseres slik at hele livssyklusen tas med og de forsvinner av seg selv.

– Vi legger ikke skjul på at vi har kastet oss på resultatene fra forskningen i USA, sier Karsten Husby ved SINTEF IKT. – Der har de levert oppsiktsvekkende bidrag både til medisinsk bruk og til å løse søppelproblem. Vi har på langt nær kommet så langt, men vil forsøke å finne alternative måter å gjøre det samme på.

Kretsen med de små elementene lages på en silisiumskive. Kretsene er ekstremt tynne, bare på noen hundre nanometer for at de skal kunne løse seg opp. Noen av kretselementene lages i magnesium, andre elementer i silisium, og atter andre lages i silisium med et tillegg av magnesium.

I tillegg til at den kjempetynne kretsen er en utfordring i seg selv, trenger forskerne en duk å putte den på som skal fungere som en innpakning rundt kretsen.

Amerikanerne benytter silke som “duk” eller film, men det vil ikke nordmennene. Silke framstilles nemlig i en prosess som inneholder stoffet litium, og dette stoffet er bannlyst på MiNaLab, laboratoriet der SINTEF-forskerne arbeider.

– Litium er et teknisk problem for lab’en vår, bekrefter Geir Uri Jensen. – Så vi vurderer alternativer – som forskjellige plastmaterialer. For å få til dette, har vi koblet inn materialforskere her i SINTEF som har stor kompetanse på feltet.

“Duken” må skreddersys for en viss oppløsningstid- kanskje skal den løses opp i løpet av en uke, kanskje først etter fire. Om pakken for eksempel skal ligge i sjøvann med sensorer som skal måle oljeutslipp, må filmen være laget for å holde de ukene målingene skal skje.

– Når væsken utenfra kommer inn til “innmaten”, begynner elektronikken å løses opp og jobben må være unnagjort, sier Karsten Husby.

Geir Uri Jensen tegner og forklarer hvordan nanoforskerne bruker horisontale og vertikale etseprosesser på lab’en for å få til alle lag i silisiumkretsene. Og så – hvordan de må gå inn og etse og løfte kretsen løs fra silisiumskiven for i etterkant å flytte den over på filmen.

– Dette går greit nok med sensorer i full størrelse, men med så tynne kretser som dette, blir det hasardiøst: Er vinkelen en tanke feil, brekker det hele.

Behovet for å få fjernet overflødig elektronikk er stort, ikke minst på grunn av den store økningen i forbrukerelektronikk.

– Det er viktig å få fram at vi ikke lager noe produkt, men en demo som kan vise at en elektronikk-komponent kan ha egenskaper som gjør den nedbrytbar. Vi kjører prosjektet vårt på andre året nå, men vil trenge en industripartner og mer finansiering framover skal vi komme i mål, sier Karsten Husby. – Økovennlig elektronikk er et felt som utvilsomt vil komme for fullt – også i Norge. Og vi har absolutt tenkt oss å komme i mål.

Kilde: Gemini (Sintef/NTNU)