Under de kommande åren, ökad användning av elektroniska enheter i förbrukningsvaror och ny teknik för internet of things kommer att öka mängden elektronikskrot. För att spara resurser och minimera avfallsmängder, en miljövänligare produktion och en mer hållbar livscykel kommer att behövas. Forskare vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har nu varit de första att producera skärmar, vars biologiska nedbrytbarhet har kontrollerats och certifierats av ett oberoende kontor. Resultaten redovisas i Journal of Materials Chemistry .

"För första gången, vi har visat att det går att producera hållbara displayer som till stor del bygger på naturmaterial med hjälp av industriellt relevanta produktionsmetoder. Efter användning, dessa displayer är inget elektroniskt skrot, men kan komposteras. I kombination med återvinning och återanvändning, detta kan hjälpa till att minimera eller helt förhindra en del av miljöpåverkan från elektronikskrot, säger Manuel Pietsch, första författare till publikationen och forskare vid KIT:s Light Technology Institute (LTI), som arbetar på Heidelberg InnovationLab.

Låg energiförbrukning, enkel komponentarkitektur

Displayens funktion är baserad på den så kallade elektrokroma effekten av det ursprungliga organiska materialet. När spänning appliceras, ljusabsorptionen modifieras och materialet ändrar färg. Elektrokroma displayer har låg energiförbrukning och enkel komponentarkitektur jämfört med kommersiellt tillgängliga displayer, som LED, LCD, och e-papper. En annan fördel är att dessa bildskärmar kan produceras genom bläckstråleutskrift i en skräddarsydd, billig, och materialeffektivt sätt. Dessutom, denna process är lämplig för skalning med hög genomströmning. Materialen som används är huvudsakligen av naturligt ursprung eller biokompatibla. Försegling med gelatin gör displayen självhäftande och flexibel, så att den kan bäras direkt på huden.

Används i medicinsk diagnostik och livsmedelsförpackningar

Skärmen är generellt lämpad för applikationer med kort livscykel inom olika sektorer. Inom medicinsk diagnostik, till exempel, där hygien spelar en viktig roll, sensorer och deras indikatorer måste rengöras eller kasseras efter användning. Den nyutvecklade displayen kommer inte att dumpas som elektronikskrot, men är komposterbar. Den kan även användas för kvalitetsövervakning i livsmedelsförpackningar, där återanvändning inte är tillåten. Digitaltryck gör att displayerna kan anpassas till personer eller komplexa former utan någon dyrbar modifiering av processen. Detta minskar resursförbrukningen.

"Så vitt vi vet, detta är den första demonstrationen av en biologiskt nedbrytbar bildskärm framställd genom bläckstråleutskrift. Det kommer att bana väg för hållbara innovationer för andra elektroniska komponenter och för produktion av miljövänligare elektronik, " säger Gerardo Hernandez-Sosa, Chef för LTI:s Printed Electronics Group vid Heidelberg InnovationLab.