杜克大学的工程师制造出了世界上第一款完全可回收的印刷电子产品，在制造过程中用水代替了化学品。通过绕过对危险化学品的需求，该示范指出了一条行业可以遵循的道路，以减少其环境足迹和人类健康风险。
任何电子制造商面临的主要挑战之一是成功地将多层组件固定在彼此之上，这对于制造复杂设备至关重要。让这些层粘在一起可能是一个令人沮丧的过程，特别是对于印刷电子产品。
在之前的工作中，研究团队展示了第一个完全可回收的印刷电子产品。这些设备使用了三种碳基墨水：半导体碳纳米管、导电石墨烯和绝缘纳米纤维素。在尝试使原始工艺仅使用水的过程中，碳纳米管提出了最大的挑战。
为了制造一种碳纳米管不会聚集在一起并均匀分布在表面上的水性墨水，需要添加一种类似于洗涤剂的表面活性剂。然而，由此产生的墨水并没有产生足够致密的碳纳米管层以供高电流电子穿过。
这是因为用于防止碳纳米管结块的表面活性剂也会防止其他层粘附到第一层上。在传统的制造过程中，这些表面活性剂将使用非常高的温度去除，这需要大量能量，或者使用刺激性化学物质，这可能会对人类和环境健康构成风险。富兰克林和他的团队想避免两者。
在该项研究中，杜克大学电气和计算机工程教授Aaron Franklin团队开发了一个循环过程，在这个过程中，设备用水冲洗，在相对较低的热量下干燥，然后再次打印。当墨水中使用的表面活性剂的量也被调低时，研究人员表明他们的墨水和工艺可以创造出功能齐全、完全可回收、完全水基的晶体管。
与电阻器或电容器相比，晶体管是一种相对复杂的计算机组件，用于电源控制或逻辑电路和传感器等设备中。Franklin解释说，通过首先展示晶体管，他希望向该领域的其他人发出信号，表明有一条可行的途径可以使某些电子制造工艺更加环保。
Franklin已经证明，印刷中使用的碳纳米管和石墨烯几乎100%可以在同一过程中回收和重复使用，几乎不会损失这些物质或其性能可行性。因为纳米纤维素是由木材制成的，所以它可以像纸一样简单地回收或生物降解。虽然这一过程确实需要大量的水，但它几乎没有处理传统制造方法中使用的有毒化学物质所需的水那么多。
据联合国估计，每年丢弃的数百万磅电子产品中，只有不到四分之一被回收。随着世界最终升级到6G设备，物联网（IoT）不断扩大，问题只会变得更糟。
Franklin说，虽然还需要做很多的工作，但这种方法可以用于制造其他电子元件，如屏幕和显示器，这些电子元件现在在社会上无处不在。每一个电子显示器都有一个薄膜晶体管背板，与论文中展示的类似。目前的制造技术是高能的，依赖于危险化学品和有毒气体。
Franklin表示，我们的薄膜晶体管的性能与目前正在制造的最佳晶体管不匹配，但它们具有足够的竞争力，可以向研究界表明，我们都应该做更多的工作，使这些工艺更加环保。
