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 US-Regulierungspläne lösen Turbulenzen am Kryptomarkt aus: XRP legt kräftig zu – Investoren suchen neue Anlagestrategien

Frankfurt/London, Februar 2026 – Der Kryptomarkt befindet sich erneut in einer Phase erhöhter Schwankungen. Makroökonomische...

X

DWN-Wochenrückblick

Weniger E-Mails, mehr Substanz: Der DWN-Wochenrückblick liefert 1x/Woche die wichtigsten Themen kompakt als Podcast. Für alle, deren Postfach überläuft.

E-mail: *

Ich habe die Datenschutzerklärung sowie die AGB gelesen und erkläre mich einverstanden.

DWN
Immobilien
Immobilien Ifo: Schärfere Mietpreisbremse verschärft Wohnungsnot
28.02.2026

Der Wohnungsbau in Deutschland liegt am Boden. Denn die Kosten sind so hoch, dass sich der Bau für Vermieter vielerorts nicht lohnt. Ein...

DWN
Politik
Politik Moldau im Machtkampf: Russland bekämpft EU-Annäherung mit Millionen
28.02.2026

Russland versucht mit hohen Geldsummen und gezielter Desinformation, proeuropäische Mehrheiten in Beitrittsstaaten wie Moldau zu...

DWN
Finanzen
Finanzen Bitcoin-Milliarden: Prozess um ehemaliges Streamingportal movie2k.to
28.02.2026

Ein ehemaliges Streamingportal, Millionen Raubkopien und ein Bitcoin-Vermögen in Milliardenhöhe: Vor dem Landgericht Leipzig wird ein...

DWN
Politik
Politik 4 Jahre Ukraine-Krieg: Russland unter militärischem und finanziellem Druck
28.02.2026

Vier Jahre nach Beginn des Ukraine-Kriegs steht Russland trotz demonstrativer Stärke vor massiven militärischen Verlusten und wachsenden...

DWN
Finanzen
Finanzen US-Börsen: Roter Februar an den Börsen: KI-Sorgen vernichten Kursgewinne
27.02.2026

Die US-Börsen schlossen am Freitag im Minus, da eine unerwartet hohe Inflation und die Stellenstreichungspläne des Finanzdienstleisters...

DWN
Panorama
Panorama Schufa, Wahlen, Sommerzeit: Diese März-Änderungen betreffen Millionen
27.02.2026

Der März bringt frischen Wind – und zahlreiche Neuerungen für Millionen Menschen in Deutschland. Von Finanzen über Politik bis hin zum...

DWN
Politik
Politik Ungarn treibt Kiew an den Rand des Bankrotts: Orban blockiert EU-Kredit
27.02.2026

Ungarns Regierung bringt den 90-Milliarden-Euro-Kredit der EU für die Ukraine in einer kritischen Phase ins Wanken und verschärft damit...

DWN
Finanzen
Finanzen Nvidia-Aktie: Drei Lehren aus den Ergebnissen von Nvidia
27.02.2026

Nvidia wächst in Dimensionen, die noch vor wenigen Jahren unvorstellbar schienen. Das KI-Geschäft boomt, Milliarden fließen an...