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枯木上長出的菇菌可做電腦晶片?

進入數碼世代,人類對電子產品的需求急速增長,可是產品壽命卻反因科技進步而縮短。科學家為了應對日益嚴重的電子垃圾問題,正積極研究用菇菌取代電腦晶片和電芯裡的塑料基材。

圖片來源: Soft Matter Physics, JKU Linz

奧地利Johannes Kepler University實驗物理學院的科學家日前在科學期刊《Journal Science Advance》發表論文,指出菇菌的菌絲體衣脫水後有很好的絕緣性,而且保存幾年亦完好無缺,即使屈曲或摺2,000次都不磨損或破裂,正好用來保護電腦晶片,或用作生產電池的環保質材。

全球每天生產巨量的電子產品,但產品壽命卻未見延長。消費者棄置損壞的電子產品,成本比維修或更換零件更低,造成嚴重的電子廢物污染問題。傳統電腦晶體的電路板基層以塑料製造,因為材料必須絕緣和具冷卻金屬導體的作用,一般用完即棄。據估計,被棄掉的電腦晶片每年造成5,000萬噸電子廢物。

在試驗中採用的是一種類似靈芝的菌(學名Ganoderma lucidum),在歐洲和東亞的山區常見,多長於腐木之上。當菌成熟時會長出菌絲體,形成纖維衣,盤根交錯地包裹自體的生長範圍(木材),其作用是保護菇菌免受其他細菌病原入侵。

圖中是實驗用的靈芝菌。

研究人員發現,菇菌衣比塑膠的隔熱效能稍為遜色,但相當耐熱,可抵受攝氏200度的高溫,而且薄如紙,適合應用在電路板。菌絲體枯萎後,在10天內會分解為可堆肥物質。


用菇菌衣製成的電路基板原型設計。圖片來源: Soft Matter Physics, JKU Linz

撰寫該論文的大學軟物料研究部門主管Martin Kaltenbrunner說,這是機緣巧合的發明,原本他團隊裡一位成員正研究菇菌在其他領域的應用,結果無心插㧕促成了菇菌衣電路基質材料。

Kaltenbrunner表示:「菌絲體衣在廢木便可旺盛滋長,成本低,而且不耗能源,也不用很多處理工序,又可生物降解。」

他又說:「電子產品的供應大增,壽命卻愈來愈短,造成大量電子垃圾。單以循環經濟和回收的概念,並不足以解決電子廢物問題。電子產品的研發者必須將焦點由產品功能,轉為著眼於可持續和符合成本效益的設計。」

研究團隊相信,菌絲體可以應用於一些不需要非常耐用的電路裝置,例如隨身健康數據監察器和電子用品的NFC標籤。至於如何將菇菌衣引入工業生產,以及潔淨分拆回收等程序,都有待更多的研究。

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