Электронные схемы, пригодные для переработки, которые заменяются самим собой: граница новых материалов

В 2024 году, согласно отчету ООН, количество электронных отходов оценивается в 62 миллиарда кг

Мы покупаем электронные устройства, и когда они больше не работают, или они не в моде, часто мы их выбрасываем. Согласно отчету 2024 года, опубликованному Организацией Объединенных Наций, количество электронных отходов оценивается в 62 миллиарда кг. Эквивалент 1,5 миллионов грузовиков, полных электронного мусора. За двенадцать лет этот вид отходов почти удвоился, и к 2030 году он достигнет 82 миллиарда килограммов. Ожидается, что только 13,8 миллиарда килограммов будут переработаны. Всего 20% от общего числа. Электронная заливка-это проблема, которая резко выросла. Это становится реальной экологической чрезвычайной ситуацией, потому что переработка не может не отставать.

Пригодные для переработки и самостоятельные схемы

Недавнее исследование, опубликованное на Продвинутые материалыОт двух исследовательских групп Virginia Tech предлагает потенциальное решение проблемы: утилизируемый материал, который может облегчить электронные приборы для разборки и повторного использования. Два американских учителя — Майкл Бартлетт, доцент кафедры машиностроения, и Джош Уорч, доцент химии — почувствовали, что, создав новый класс материалов, нельзя решить, уменьшить проблему.

Как? Создавая переработанные электронные схемы, электрически проводящие, реконфигурируемые и саморегулирующие после повреждения. Несмотря на эти инновационные характеристики, они поддерживают сопротивление и продолжительность традиционных пластмасс для печатных цепей, качество, которое редко встречается вместе в одном материале.

«Источником» этого материала является вино, полимер, своего рода динамический пластик, который можно реконструировать и переработать. Мы думаем о пластинене, но со свойствами надежного пластика. Впоследствии он в сочетании с каплями жидких металлов, которые выполняют функцию транспортировки электрического тока. Инновации заключаются в том, чтобы объединить эти два элемента. Vitrimero обеспечивает гибкую и утилизируемую структуру, в то время как жидкий металл гарантирует электрическую проводимость.

Революционные характеристики

Как отмечает профессор Бартлетт, фундаментальное различие заключается в том, что этот материал не простой «Обычный электронный композит«Традиционные схемы являются жесткими и легко разрываются при механическом напряжении. Этот новый материал, с другой стороны, чрезвычайно устойчив и функционален даже при механической деформации или повреждении. На практике устройства, сделанные с этим материалом -регуляция.

Вторая жизнь для электроники

Утилизация традиционных электронных карт включает в себя несколько отрывков деконструкции с высокой энергосистемой и по -прежнему производит большое количество отходов. В то время как утилизация изготовленной схемы проста и может быть сделана несколькими способами. «Карты традиционных схем сделаны с невероятно сложным постоянным термосетированием для переработки«, Объяснил Ворк».Здесь наш динамический композитный материал может быть отремонтирован или реконструирован при повреждении путем применения тепла, а электрические характеристики не будут затронуты. Карты современных цепей просто не могут этого сделать«.»

Карты схемы Vitrimero также могут быть деконструированы в конце их жизненного цикла с использованием щелочного гидролиза, что позволяет восстановить ключевые компоненты, такие как жидкий металл и светодиоды. Полное повторное использование всех компонентов проводящих композитов в процессе закрытого цикла остается целью для будущих исследований.