Khoa học thử nghiệm chip máy tính có thành phần nấm linh chi, tái chế và phân hủy dễ dàng

Sử dụng lớp vỏ ngoài của nấm để chế tạo thành phần của chip cũng như pin gắn chip sẽ làm giảm lượng rác thải điện tử toàn cầu.

Một mạch điện của chip, vốn được làm từ các kim loại dẫn điện, sẽ phải nằm trong một lớp nhựa cách điện có tên “substrate”, tạm gọi là chất nền. Trong hầu hết chip máy tính, chất nền được làm từ nhựa và không thể tái chế khi chip hết hạn sử dụng. Chúng góp phần không nhỏ trong khối lượng rác thải công nghệ đang ngày một nhiều lên.

“Bản thân chất nền luôn khó tái chế nhất”, chuyên gia vật liệu mềm Martin Kaltenbrunner công tác tại Đại học Johannes Kepler, Úc cho hay. “Nó cũng là bộ phận lớn nhất trong đồ điện và sở hữu giá trị thấp nhất, vậy nên nếu chúng ta có một con chip giá trị cao nằm trong lớp chất nền, chúng ta sẽ muốn tái chế chúng”.

Ông Kaltenbrunner và các cộng sự đã thử sử dụng lớp vỏ của loài nấm linh chi (tên khoa học Ganoderma lucidum) để chế tạo chất nền, hòng tìm được một phương pháp thay thế thân thiện với môi trường.

Loại nấm này thường mọc trên gỗ đang mục rữa, nó sở hữu một lớp màng mỏng bảo vệ thể sợi bên trong thân nấm khỏi vi khuẩn cũng như những loài nấm khác. Trong thử nghiệm, nhóm các nhà khoa học tách và phơi khô lớp màng đặc biệt, và thấy rằng màng vừa dẻo dai lại vừa cách điện tốt. Nó có thể chịu được sức nóng 200 độ C trong khi chỉ mỏng tương tự một tờ giấy.

Tất cả những đặc tính trên cho thấy lớp vỏ của Ganoderma lucidum có thể trở thành một chất nền tiềm năng cho chip máy tính.

Theo nhận định của ông Kaltenbrunner, nếu không chịu ảnh hưởng từ tia cực tím hay độ ẩm cao, lớp vỏ nấm có thể tồn tại tới hàng thế kỷ. Bên cạnh đó, chỉ mất 2 tuần để lớp chất nền sinh học này phân hủy trong đất.

Nhóm nghiên cứu đã thử lắp đặt một mạch điện lên trên vỏ nấm, và thấy rằng khả năng dẫn điện hiệu quả tương đương với những con chip có lớp chất nền nhựa. Thậm chí, lớp chất nền sinh học vẫn giữ được độ bền sau khi bị bẻ cong tới 2.000 lần. Thử nghiệm cũng cho thấy vỏ nấm cũng có thể được ứng dụng vào sản xuất pin hay những thiết bị cần năng lượng vận hành thấp, đơn cử như cảm biến Bluetooth.

Ông Kaltenbrunner hy vọng chất nền sinh học có thể được dùng cho đồ điện tử có vòng đời thấp, đơn cử như cảm biến đeo trên người. Tuy nhiên, họ sẽ phải chứng minh sức chịu đựng của vỏ nấm trong một dây chuyền công nghiệp sản xuất đồ điện tử.

Có lẽ sẽ sớm thôi, nấm sẽ cộng sinh với con người theo cách bạn không ngờ tới, đó là đi kèm với đồ điện tử thông dụng.

Nghiên cứu đã được đăng tải trên tạp chí Science Advances.