Odborníci americké Duke University jako první na světě vytvořili (téměř) plně recyklovatelnou 3D tisknutelnou elektroniku. Její použití zbavuje výrobní proces elektroniky nutnosti používat chemikálie, které zatěžují životní prostředí.
Aaron Franklin a jeho kolegové již dříve vyvinuli tisknutelnou elektroniku, která je založena na třech speciálních inkoustech pro 3D tiskárnu. Ty obsahují polovodičové uhlíkové nanotrubičky (CNT — carbon nanotubes), vodivý grafen a nanokrystalické celulózy (CNC — cellulose nanocrystals) v roli izolantu. V rámci nového výzkumu se zaměřili na to, aby všechny uvedené inkousty používaly pouze vodu.
Zatímco suspendování původních nanomateriálů do vodných inkoustů bylo vcelku snadné, tisk s inkousty do tenkých filmů s dostatečným povrchovým pokrytím a ve vícevrstvých svazcích za účelem vytvoření tenkovrstvých tranzistorů (TFT — thin film transistor) bez využití vysokých teplot, nebezpečných chemikálií a/nebo zdlouhavého následného zpracování se ukázal být tvrdým oříškem. V případě inkoustu s uhlíkovými nanotrubičkami je totiž obvykle nutné jako prevenci shlukování nanotrubiček používat při tisku surfaktanty [povrchově aktivní látky (dříve nazývané kapilárně aktivní látky) snižující povrchovou či mezifázovou energii; označení surfaktanty je převzato z angličtiny, zatímco v češtině se více používá pojem tenzidy odvozený z němčiny — pozn. red.], jejichž následné odstranění vyžaduje buď vysokou teplotu, čili spoustu energie, anebo životnímu prostředí škodlivé chemické látky.
Tisk tenkovrstvých tranzistorů (TFT) pomocí nanomateriálů je slibným přístupem pro budoucí elektroniku © ACS
Franklinův tým vymyslel nový cyklický výrobní postup aerosolového tryskového tisku pracující s maximální teplotou 70 °C a bez nebezpečných chemikálií. Veškeré inkousty jsou na vodní bázi a také k jejich zpracování se používá pouze voda. K řešení problémů s povrchovou adhezí, které omezují hustotu filmu tištěných vodných CNT, byla použita technika přerušovaného proplachování vodou. Tímto způsobem je možné snížit množství používaných surfaktantů a současně vytvářet elektroniku se zcela funkčními, recyklovatelnými tranzistory. Badatelé prokázali, že takto vyrobenou elektroniku lze recyklovat téměř stoprocentně.
Vývoj je teprve v počátcích, ale Franklin s kolegy věří, že by se v budoucnu mohla elektronika vyráběná tímto způsobem stát základem pro výrobu běžných elektronických komponent, jako jsou třeba displeje.
Nová technologie je součástí úsilí o přechod průmyslu na výrobní postupy, které omezují rizika pro lidské zdraví i pro prostředí.