Kağıt Bilgisayar Çağı >> Mühendisler çevre dostu kağıttan süper ucuz bilgisayar çipi üretti
Dünyada bilgisayar üretiminde kullanılan metaller hızla azalır ve 30 yıl içinde asteroitlerden maden çıkarma planları yapılırken, çöpe atılan eski bilgisayarlar yüzünden çevre kirliliği de hızla artıyor. Wisconsin Üniversitesi doğadaki zehirli elektronik atıkları azaltmak için kağıttan saydam bilgisayar çipi üretti.
Kağıdın hammaddesi olan selülozdan üretilen bilgisayar çipleri de klasik silikon devreler kadar iyi çalışıyor. Araştırmacılar kağıt çiplerin sticker elektroniğin önünü açacağını ve bu sayede evde, sokakta, işte, yolda, hatta çöp kovasındaki kağıt etiketlerin bizi her yerden internete bağlayacağını söylüyor.
Böylece mağazadan bilgisayar almak, bakkaldan bir paket mendil satın almak kadar kolay ve ucuz olacak. Kağıt devreler “kullan─at bilgisayarlarla” gerçek nesnelerin interneti çağını başlatıyor ve dünyada eğitim devrimi yaparak herkesin bilgisayar sahibi olmasının önünü açıyor.
Kağıt bilgisayarların ilk örnekleri 2025’te yayınlaştığı zaman, elektronik atıkları çöpe atmak yerine gazete kağıdı gibi geri dönüşüme sokacağız. Alışveriş poşetleriyle birlikte doğadaki en büyük plastik atık kaynağı olan bilgisayarların düşük maliyetler ve düşük enerji tüketimiyle geri dönüşüme sokulması, aynı zamanda küresel ısınmanın da azalması anlamına geliyor.
Bilgisayar kağıdı değil, kağıt bilgisayar
Wisconsin Üniversitesi’nden elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü Zhenqiang (Jack) Ma ve ekibi, doğadaki zehirli elektronik atıkları azaltmak için kağıdın hammaddesi olan selülozdan bilgisayar çipi üretti. Kağıt çipler nesnelerin internetinin öncüsü olan esnek elektroniği yaygınlaştıracak.
Vücuda yara bandı gibi yapıştırılan ve banyoda çöpe atılan sticker elektroniğin yaygınlaşmasıyla birlikte laptop hamallığı yapmaktan kurtulacağız. Sticker elektronik buna ek olarak dijital pazarlama ile e-ticaretin ayrılmaz parçası olan beacon ve elektronik etiket maliyetlerini de azaltacak. Bu sayede her yıl telefon, tablet veya laptopa binlerce lira vermek zorunda kalmayacağız.
Nano-selüloz devrelerle plastik atıklara son
Geleneksel çip üretiminde transistorlar ve diğer elektronik bileşenler yarı iletken silikondan üretilen sert devre plakalarının üzerine yerleştiriliyor. Wisconsin Üniversitesi’nden Profesör Ma ve ekibi de dünyanın ilk kağıt çipinin üzerindeki elektronik devreleri aynı yöntemle üretti.
Araştırmacılar daha sonra bir tür lastik kalıp kullanarak bu devreleri silikon tabakadan söktü ve kağıdın hammaddesi olan selülozdan üretilen süper ince bir kağıt yaprağının üzerine yerleştirdi (nano-selüloz yaprak). Bu teknoloji kağıt devrenin performansını azaltmadan yarı iletken madde kullanımını 5000 kat azalttı.
Profesör Ma yeni teknolojiyi şöyle açıklıyor: “Nano-selülozdan üretilen süper ince yaprak tıpkı yarı iletken silikon kartlar gibi çalışıyor, ama çok ince olduğu için yarı iletken madde kullanımını 5000 kat azaltıyor. Bu sayede kağıt bilgisayarlar neredeyse kağıt mendil kadar ucuz olacak.”
Doğada küflenerek çürüyor
Günümüzde ince ve kırılgan elektronik devreleri (asıl devreyi oluşturan metal çizgiler ve diğer bileşenler) üzerinde taşıyan sert silikon kartları küçültmek zor. Bu güçlük kuantum fiziğinden kaynaklanan elektron sıçraması riskiyle birleştiğinde küçük ve ucuz bilgisayar devreleri üretmeyi daha da zorlaştırıyor.
Ancak, sıradan ahşabı oluşturan fiberleri nanometre ölçeğinde kırıp kumaş gibi yeniden dokuyarak oluşturulan nano-selülozdan (süper ince kağıt) üretilen yarı iletken esnek devre yaprakları, üretimde kullanılan hammaddeyi ve dolayısıyla üretim maliyetlerini azaltıyor. Üstelik doğada normal kağıt gibi çürüyerek çevre kirliliğini önlüyor.
Ne zaman çıkıyor?
Profesör Ma yara bandına benzeyen ucuz kağıt çıkartma bilgisayarları rahatça çöpe atmak için önce bu kağıt çiplerin elektronik bileşenlerinin de zararsız metallerden üretilmesi gerektiğini söylüyor. Buna karşın Intel gibi şirketleri kağıt devre kullanmaya ikna etmek için galyum gibi yarı iletken metal fiyatlarının artması gerektiğini düşünüyor.
Intel ile diğer şirketler mikroskobik bilgisayar çipleri üretmek için ihtiyaca göre hem iletken hem yalıtkan olan ve aynı zamanda daha az ısınıp az elektrik tüketen grafene odaklanıyor. Bununla birlikte akıllı takılar, fitness bilezikleri ve esnek ekranların yaygınlaşması firmaları kağıt devreleri de pazara sürmeye teşvik ediyor. Sticker elektronik şimdiden fitness konusunda kullanılmaya başladığına göre, kağıt bilgisayarların ilk örneklerini 2020’de market raflarında görebiliriz.
Askerler bayıldı
Kağıt bilgisayar sektörünün teknik adı “geçici elektronik” ve askerler geçici bilgisayar devrelerini çok seviyor. Çünkü bunlar standart kullan─at teknolojisinin tersine doğada çürüyüp çözülüyor.
Böylece birini gizlice dinlemek için dikkat çekmeyen bir yere yapıştırılan elektronik etiketler kendiliğinden yok olacak. Ayrıca düşman eline geçseler bile söz konusu düşman (?) daha elinde ne olduğunu anlamadan kağıt devreler kendini imha etmiş olacak.
Bunun için patlayıcıya da gerek yok. Kibritte kullanılan kimyasal maddeler ve basit bir kimyasal zamanlayıcı ile bütün kağıt devreler kendini birkaç dakika veya birkaç saat içinde yok edebilir. Maalesef buna baskın yapılan bir terörist veya istihbarat hücresindeki kağıt bilgisayarlar da dahil.
Her durumda 2020 yılında 3 milyar kişi internete giriyor olacak. Bu bağlamda, doğada çözülen kağıt bilgisayarlar ile çevre kirliğini azaltarak herkese online eğitim ve kablosuz internet imkanı sunmak büyük önem taşıyor.
