Technologie

Smartphone-Chips aus Holz sollen Umweltbelastung senken

Unterhaltungselektronik führt jährlich zu Millionen von Tonnen an Elektromüll. Forscher aus den USA haben eine Methode gefunden, wie Chips für PCs und Smart-Phones aus Holz produziert werden können.
25.10.2020 12:01
Lesezeit: 2 min

Unsere weltweite Besessenheit mit kurzlebiger Unterhaltungselektronik führt zu einem massiven globalen Müllproblem. Millionen Tonnen alter Smartphones, PCs, Fernseher und anderer Geräte werden Jahr für Jahr weggeworfen. Forscher der University of Wisconsin-Madison (UW-Madison) haben jetzt eine überraschende Methode entwickelt, um dieser Entwicklung entgegenzusteuern. Mit dieser Methode wird der Großteil der giftigen und nicht biologisch abbaubaren Materialien in modernen Mikroprozessoren durch Holz ersetzt.

Aus einem Forschungspapier mit dem Titel „High-performance green flexible electronics based on biodegradable cellulose nanofibril paper“ geht hervor, wie das Substratmaterial in Smartphone- und Tablet-Chips, das häufig aus der arsenhaltigen Verbindung Galliumarsenid besteht, durch Cellulose-Nanofibrillen (CNF) ersetzt wird.

CNF ist ein flexibles, transparentes Material, das hergestellt wird, indem die Zellwände von Holz im Nanomaßstab zerlegt und wie Papier zu Bögen geformt werden. Die winzigen Transistoren und anderen Komponenten auf den Chips bestehen immer noch aus Metallen und anderen potenziell giftigen Materialien. Die Menge dieser verwendeten Materialien ist jedoch so gering, dass der leitende Forscher und Professor für Elektro- und Computertechnik der UW-Madison, Zhenqiang „Jack“ Ma, sagt, dass die Chips von Pilzen verzehrt werden können und „so sicher wie Dünger“ werden.

Natürlich hat CNF auf Holzbasis nicht die gleichen Eigenschaften wie Materialien auf Erdöl- oder Metallbasis, die typischerweise als Substrate in mobilen Chips verwendet werden. Wie jedes Material auf Holzbasis neigt CNF dazu, Feuchtigkeit anzuziehen und sich bei Temperaturänderungen auszudehnen und zusammenzuziehen - beides Hauptprobleme bei dicht gepackten, feuchtigkeitsabweisenden Mikrochips.

Um das Material für den Einsatz in der Elektronik besser geeignet zu machen, wird eine biologisch abbaubare Epoxid-Beschichtung entwickelt, die verhindert, dass das Material Wasser anzieht und sich ausdehnt. Es macht das Material auch glatter. Laut Ma hängt die Menge des verwendeten Epoxids davon ab, wie lange der Chip halten muss. Die Verwendung von weniger Epoxid bedeutet auch, dass Pilze den Chip schneller zersetzen können, aber Ma sagt, dass Pilze immer irgendwann ihren Weg durch das Epoxid finden werden.

Wie Galliumarsenid muss auch CNF einen geringen Hochfrequenzenergieverlust aufweisen, damit drahtlose Signale, die vom Chip gesendet und empfangen werden, nicht beeinträchtigt oder blockiert werden. Galliumarsenid wird in Telefonen als Substrat verwendet und nicht als Silizium, wie es in Computerprozessoren üblich ist, da es viel bessere Eigenschaften für die Übertragung von Signalen über große Entfernungen aufweist.

Aber Ma sagt, trotz der Umwelt- und Knappheitsprobleme mit Galliumarsenid (es ist ein seltenes Material) habe niemand einen Dünnschichttransistor oder eine Schaltung aus dem Material hergestellt, und die vorhandenen Techniken verwendeten mehr potenziell toxische Substanzen als notwendig.

Für einige Arten von Chips werden nur zehn Transistoren benötigt. „Tatsächlich können wir Tausende von Transistoren aus diesem Bereich heraus bauen und diese Transistoren einfach auf das Holzsubstrat verschieben. Dieses CNF-Material ist überraschend gut und niemand hat jemals Hochfrequenzanwendungen damit ausprobiert“, so Ma.

Die eigentliche Herausforderung wird wahrscheinlich darin bestehen, die Unternehmen, dazu zu bringen, auf neuere, umweltfreundlichere Methoden umzusteigen, denn die derzeitigen Techniken sind wesentlich kostengünstiger.

Mehr zum Thema
Bleiben Sie über das Thema dieses Artikels auf dem Laufenden Klicken Sie auf [+], um eine E-Mail zu erhalten, sobald wir einen neuen Artikel mit diesem Tag veröffentlichen
Anzeige
DWN
Finanzen
Finanzen Damit Sie sich auf Ihr Unternehmen konzentrieren können

Ein Unternehmen zu führen, bedeutet, täglich Verantwortung zu übernehmen und Entscheidungen zu treffen. Gleichzeitig soll möglichst...

DWN
Unternehmen
Unternehmen Umgang mit Cookies: BGH verhandelt zu Cookie-Speicherung – darum geht's
10.10.2026

Der Bundesgerichtshof prüft, ob Unternehmen für das Speichern von Cookies auf fremden Internetseiten ohne Einwilligung haften müssen....

DWN
Unternehmen
Unternehmen Uber-Robotaxis in Deutschland: Erst Stellen streichen, dann Jobs versprechen
10.10.2026

Uber streicht Tausende Stellen und verspricht gleichzeitig neue Arbeitsplätze in Deutschland. Was widersprüchlich klingt, folgt einer...

DWN
Finanzen
Finanzen Revolut-Bank greift an: Dieser Fintech-Riese will Europas Banken überholen
10.10.2026

Die Revolut-Bank wächst in einem Tempo, von dem klassische Geldhäuser nur träumen können: fast 70 Millionen Kunden, Milliardenbewertung...

DWN
Technologie
Technologie KI-Prompts für Marketing und Vertrieb: 7 KI-Vorlagen für KMU und Selbstständige
10.10.2026

Fast jedes zweite kleine Unternehmen sieht noch keinen echten Nutzen in KI – dabei liegt der Unterschied oft nur im richtigen Prompt....

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Dacia Sandero Stepway: Europas Bestseller hat ein Sicherheitsproblem
10.10.2026

Europas meistverkauftes Auto kommt nicht von Volkswagen, Toyota oder Peugeot, sondern von Dacia. Der Sandero Stepway punktet mit enormer...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Kingspan Group-Aktie unter Druck: EU greift nach geplatztem Deal durch
10.10.2026

Ein geplatzter Milliardendeal? Nein, ein gescheiterter Firmenkauf mit teuren Folgen. Weil der irische Baustoffkonzern Kingspan die...

DWN
Politik
Politik Marine Le Pen plant finanzpolitischen Kurs mit großen Einsparungen: Auf den Straßen wächst die Wut
10.10.2026

Frankreich steht finanziell mit dem Rücken zur Wand. Während Zehntausende junge Menschen gegen marode Schulen und fehlende Investitionen...

DWN
Unternehmen
Unternehmen Generation Z trifft auf Generation X: Wie ein Eiskaffee zum Karrierekiller werden kann
10.10.2026

Ein Eiskaffee beim Bewerbungsgespräch sollte eigentlich keine große Sache sein. Doch für manche Personalverantwortliche verrät der...