العلماء يطورون شاشات قابلة للتحلل للإلكترونيات المستدامة

تعد النفايات الإلكترونية مشكلة متنامية، لذلك إذا لم يكن ممكنا إعادة استخدام مكون إلكتروني أو إعادة تدويره، فيجب على الأقل أن يكون قابلا للتحلل البيولوجي.وهنا يأتي دور شاشة العرض الإلكترونية التجريبية الجديدة، حيث يمكن تحويلها إلى سماد عند عدم الحاجة إليها.وابتكر العلماء في معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT)، نوعا من شاشات العرض الكهروضوئية، والتي وقع التحقق من قابليتها للتحلل البيولوجي واعتمادها من قبل مكتب مستقل.

وتستخدم الشاشة بوليمر عضوي يُعرف باسم PEDOT:PSS، حيث يتغير مقدار امتصاص الضوء مع تطبيق الجهد، ونتيجة لذلك، تتغير الأجزاء الفردية من الشاشة بين حالات شبه شفافة وغير شفافة.وقال مانويل بيتش، المؤلف الأول للنشر والباحث في معهد تكنولوجيا الضوء (LTI) التابع لمعهد كارلسروه للتكنولوجيا، والذي يعمل في Heidelberg InnovationLab: "لأول مرة، أثبتنا أنه من الممكن إنتاج شاشات عرض مستدامة تعتمد إلى حد كبير على المواد الطبيعية بمساعدة طرق الإنتاج ذات الصلة صناعيا. وبعد الاستخدام، هذه الشاشات لن تكون خردة إلكترونية، ولكن يمكن تحويلها إلى سماد. مع إعادة التدوير وإعادة الاستخدام، قد يساعد ذلك في تقليل أو منع بعض التأثيرات البيئية للخردة الإلكترونية تماما. استهلاك منخفض للطاقة، وبنية بسيطة للمكونات".

ويعتمد تشغيل الشاشة على ما يسمى بالتأثير الكهربائي للمواد العضوية الأولية. وعند تطبيق الجهد، يتم تعديل امتصاص الضوء وتغير المادة لونها. وتتميز الشاشات الكهروضوئية باستهلاك منخفض للطاقة وبنية مكونات بسيطة مقارنة بالشاشات المتاحة تجاريا، مثل LED وLCD وE-paper.

والميزة الأخرى التي تتمتع بها هي أنه يمكن إنتاج هذه الشاشات عن طريق الطباعة النافثة للحبر بطريقة مخصصة وغير مكلفة وفعالة من حيث المواد.

وعلاوة على ذلك، هذه العملية مناسبة للقياس مع إنتاجية عالية. والمواد المستخدمة بشكل أساسي هي من أصل طبيعي أو متوافقة حيويا. والختم بالجيلاتين يجعل الشاشة لاصقة ومرنة، بحيث يمكن وضعها مباشرة على الجلد.والشاشة مناسبة بشكل عام لتطبيقات دورة الحياة القصيرة في مختلف القطاعات. وفي التشخيص الطبي، على سبيل المثال، حيث تلعب النظافة دورا مهما، يجب تنظيف المستشعرات ومؤشراتها أو التخلص منها بعد الاستخدام بتحويلها إلى سماد.

ويمكن استخدامها أيضا لمراقبة الجودة في عبوات الأغذية، حيث لا يُسمح بإعادة الاستخدام. وتسمح الطباعة الرقمية بتكييف شاشات العرض مع الأشخاص أو الأشكال المعقدة دون أي تعديل مكلف للعملية. وهذا يقلل من استهلاك الموارد.ويقول جيراردو هيرنانديز سوسا، رئيس مجموعة الإلكترونيات المطبوعة في LTI في Heidelberg InnovationLab: "على حد علمنا، هذا هو العرض الأول لشاشة قابلة للتحلل البيولوجي تنتجها الطباعة النافثة للحبر. وسيمهد هذا الطريق لابتكارات مستدامة للمكونات الإلكترونية الأخرى وإنتاج إلكترونيات صديقة للبيئة".