Στη σύγχρονη εποχή, η τεχνολογία και η οικολογία συχνά φαίνονται να βρίσκονται σε σύγκρουση. Ωστόσο, μια καινοτόμος ανακάλυψη από τα εργαστήρια της Scuola Superiore Sant’Anna στην Πίζα έρχεται να καταρρίψει αυτό το μύθο. Αντί να καταλήγουν στα σκουπίδια, τα υπολείμματα από την κατανάλωση αμυγδάλων μετατρέπονται σε υψηλής τεχνολογίας εξαρτήματα. Μια ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής τον Francesco Greco, έχει καταφέρει να αναπτύξει πλήρως λειτουργικά, βιοδιασπώμενα ηλεκτρονικά κυκλώματα και αισθητήρες χρησιμοποιώντας τα κελύφη των αμυγδάλων ως βασική πρώτη ύλη, ενδεικνύοντας νέες προοπτικές στη διαχείριση ηλεκτρονικών αποβλήτων.
Η Καινοτομία του Project LIGASH
Η πρωτοβουλία LIGASH (Laser Induced Graphene from waste Almond Shells) στοχεύει στην επίλυση ενός από τα μεγαλύτερα περιβαλλοντικά ζητήματα της εποχής μας: την αυξανόμενη συσσώρευση ηλεκτρονικών αποβλήτων (e-waste). Ο Francesco Greco και η ομάδα του εστιάζουν σε ένα υλικό που η βιομηχανία τροφίμων απορρίπτει κατά χιλιάδες τόνους.
Η διαδικασία παραγωγής είναι εντυπωσιακά καινοτόμα. Τα σκληρά κελύφη των αμυγδάλων κονιορτοποιούνται και αναμειγνύονται με χιτοζάνη, ένα φυσικό βιοπολυμερές που προέρχεται από τα κελύφη οστρακοειδών, όπως γαρίδες και καβούρια. Το αποτέλεσμα είναι ένα ευέλικτο και ανθεκτικό φιλμ που χρησιμεύει ως υπόστρωμα για τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα.
Η επαναστατική τεχνική Laser Induced Graphene (LIG) χρησιμοποιεί ακτίνες laser για την επιλεκτική μετατροπή του άνθρακα από τα κελύφη σε γραφένιο – ένα υλικό με εξαιρετική αγωγιμότητα. Έτσι, οι ερευνητές «γράφουν» τα κυκλώματα απευθείας στο φυσικό υπόστρωμα, αποφεύγοντας τη χρήση τοξικών χημικών και σπάνιων μετάλλων.
Βιοδιάσπαση σε 90 ημέρες: Από το Εργαστήριο στην Φύση
Πέρα από την αναγέννηση πρώτων υλών, εντυπωσιακή είναι και η βιοδιασπασιμότητα αυτών των ηλεκτρονικών συσκευών. Σε αντίθεση με τα συμβατικά κυκλώματα που μένουν στο έδαφος για αιώνες, τα νέα κυκλώματα έχουν σχεδιαστεί για να επιστρέφουν στη φύση.
Οι δοκιμές επιβεβαίωσαν ότι τα κυκλώματα αυτά αποσυντίθενται φυσικά μετά από περίπου 90 ημέρες εάν θάβονται στο έδαφος. Αυτή η μοναδική ιδιότητα τα καθιστά ιδανικά για εφαρμογές όπως η «έξυπνη» γεωργία, όπου οι αισθητήρες μπορούν να παρακολουθούν την υγρασία του εδάφους ή την ποιότητα του νερού και, αφού ολοκληρώσουν τον κύκλο ζωής τους, να συμβάλλουν στην γονιμότητα του εδάφους.
Αξιολόγηση και Δυνατότητες Εφαρμογής
Τα κυκλώματα από αμύγδαλα είναι πράγματι λειτουργικά. Η ερευνητική ομάδα έχει ήδη αναπτύξει με επιτυχία αντιστάτες, πυκνωτές και αισθητήρες υγρασίας που ανταγωνίζονται τους συμβατικούς στα επίπεδα απόδοσης και ακριβείας.
Η Yulia Steksova, διδακτορική φοιτήτρια στη Scuola Superiore Sant’Anna και κυρία συγγραφέας της μελέτης, υπογραμμίζει ότι το βιο-σύνθετο αυτό υλικό είναι εξαιρετικά κατάλληλο για ευέλικτη ηλεκτρονική (flexible electronics). Η αντοχή και ευκαμψία του ανοίγουν το δρόμο για ιατρικούς αισθητήρες μιας χρήσης που δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον.
Συνεργασία για Ένα Βιώσιμο Μέλλον
Η επιτυχία της πρωτοβουλίας βασίζεται σε μια διεπιστημονική προσέγγιση, με την συμβολή της Damiano Organic, παγκόσμιου ηγέτη στην παραγωγή βιολογικών αμυγδάλων, να είναι ιδιαίτερα καθοριστική. Η εταιρεία προσέφερε την πρώτη ύλη και την τεχνογνωσία σχετικά με τις ιδιότητες των κελυφών, ενώ συμμετείχαν ερευνητικά κέντρα όπως το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Γκρατς και το Ιταλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας.
Αυτή η συνεργασία μεταξύ ακαδημαϊκής και βιομηχανικής κοινότητας αναδεικνύει το δυναμικό της κυκλικής οικονομίας. Αντί να αναζητούμε συνεχώς νέους πόρους, γίνεται αξιοποίηση αυτών που θεωρούμε αναλώσιμα.
Η Μελλοντική Πορεία της Πράσινης Τεχνολογίας
Η ανάπτυξη ηλεκτρονικών κυκλωμάτων από αμυγδαλωτά κελύφη αντικατοπτρίζει τη δυνατότητα της ηλεκτρονικής βιομηχανίας να δρομολογήσει μια νέα κατεύθυνση. Καθώς η παγκόσμια παραγωγή ηλεκτρονικών αποβλήτων συνεχώς αυξάνεται, η ανάγκη για βιώσιμα υλικά σχεδιασμένα με γνώμονα όχι μόνο τη χρήση, αλλά και την απόρριψή τους είναι πιο επιτακτική από ποτέ.
Αυτή η σημαντική έρευνα θέτει τα θεμέλια για μια νέα γενιά «πράσινων» συσκευών. Στο όχι μακρινό μέλλον, το smartphone ή το smartwatch μας μπορεί να μη φτιαχτεί από αμύγδαλα, όμως οι αισθητήρες που παρακολουθούν την ποιότητα του αέρα ή την ασφάλεια των τροφίμων μας, μπορεί να είναι.
