Dizüstünden elektrikli diş fırçasına kadar sayısız aygıtın kalbinde yer alan baskılı devre kartları (PCB), bakır izler ve lehimlenmiş bileşenlerle kaplı, çoğunlukla yeşil görünümlü sert laminatlara dayanıyor. Yaygın alt tabaka, elyaf takviyeli epoksi reçine; yani petrol türevi ve pratikte geri dönüştürülemez. Bertarafı maliyetli: Egzoz havası arıtmalı özel piroliz fırınları gerektiriyor ve yıllık PCB hacmi düşünülünce süreç hem pahalı hem zahmetli.
AHŞAP TEMELLİ TABAKA
Empa’dan Thomas Geiger liderliğindeki ekip, AB projesi HyPELignum kapsamında, epoksiyle rekabet ederken tam biyobozunur kalabilen ahşap bazlı bir alt tabaka geliştirdi ve bu malzemeden üretilen kartları çalışan bilgisayar farelerine entegre etti. Kaynak, az miktarda lignin barındıran doğal bir selüloz karışımı; üstelik atık nitelikte. Geiger, Hollanda’daki TNO ile yürütülen süreçte odun hammaddelerinden lignin ve hemiselüloz ayrıştırıldığında geride kalan, bugüne dek işlevsiz sayılan kahverengimsi lignoselülozun elektronik için potansiyeline işaret ediyor.
LİF AĞI OLUŞTURMA
Pul pul lignoselülozu ileri teknoloji devre kartına dönüştürmek için ilk adım, su eklenerek öğütme ve nispeten kalın lifleri ince liflere ayırma. Böylece birbirine bağlı ince liflerden oluşan bir nano/mikro ağ elde ediliyor. Ardından karışım, yüksek basınçta suyu sıkılarak liflerin yakınlaşması sağlanıyor; kuruyunca katı bir kütle oluşuyor. Ekip bu yoğunlaştırma/kurutma kaynaklı mikroyapı kilitlenmesine ‘hornifikasyon’ adını veriyor. Malzemedeki lignin, ek bağlayıcı gibi davranarak matrisin bütünlüğünü güçlendiriyor.
MEKANİK DENGE, NEM DUYARLILIĞI
Ortaya çıkan ‘boynuzsu’ kart, fiber takviyeli epoksi PCB’ye yakın dayanım sergiliyor—neredeyse. Zayıf halka, su ve yüksek neme duyarlılık. Geiger, biyobozunurluk için suyun şart olduğunun altını çiziyor: Taşıyıcıya hiç su nüfuz etmezse, mantar gibi mikroorganizmalar gelişemiyor ve parçalanma gerçekleşmiyor. Yine de ekip, uygun işlem ve yüzey mühendisliği ile direncin artırılabileceği görüşünde. Geiger’e göre, pek çok elektronik ürün sadece birkaç yıl kullanılıyor; bu yüzden yüzyıllara dayanacak malzeme şartı her kullanım için mantıklı değil.
İLETKEN BASKI VE MONTAJ
PROFACTOR GmbH (Avusturya) ile birlikte, lignoselüloz tabakalara iletken parçalar basıldı, ardından bileşen montajı yapılarak bilgisayar faresi ve RFID kartı gibi işlevsel örnekler üretildi. Bu cihazlar ömrü sonunda, uygun koşullarda kompostlanabiliyor; taşıyıcı ayrıştıktan sonra, metalik izler ve elektronik bileşenler komposttan çıkarılıp geri dönüştürülebiliyor. Böylece hem atık plastik/epoksi yükü azalıyor hem de malzeme döngüselliği destekleniyor.
BİYOMALZEME YOL HARİTASI
Araştırma ekibi, biyobozunurluğu zedelemeden nem dayanımını artırmaya odaklanacak. HyPELignum projesi 2026 sonunda daha fazla demo cihaz üretmeyi hedefliyor. Geiger, İsviçreli ve Avrupalı sanayi ortaklarıyla lignoselüloz malzeme için yeni uygulamalar geliştirme niyetini vurguluyor: Amaç, laboratuvardan endüstriye geçişi hızlandırıp ölçeklenebilir bir yeşil PCB ekosistemi yaratmak.
DÖNGÜSEL ELEKTRONİK VİZYONU
Klasik PCB’lerin pirolizle bertarafı hem enerji hem emisyon maliyeti doğururken, lignoselüloz tabanlı yaklaşım, hammaddeyi ormandan değil “atık akışından” çekiyor; kompostlanabilir taşıyıcı ile metalin yeniden kazanımı bir arada mümkün. Böylece ürün tasarımı–üretim–kullanım–bertaraf döngüsünde karbon ayak izi ve toksik yük aşağı çekilebiliyor. “Elektroniği yeniden düşünmek” çağrısı, dayanım–ömür–sürdürülebilirlik dengesini kullanım senaryosuna göre kurmayı öneriyor.
