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電子廢品渾身都是寶?新型印刷電路可按需降解回收

2022-09-02 11:27 來源:財(cái)聯(lián)社 責(zé)編:覃子喻

摘要:
隨著電子產(chǎn)品在日常生活中愈發(fā)普及,淘汰率也越來越高,電子廢棄物回收問題日益嚴(yán)峻,因?yàn)樗鼈儾粌H成為了垃圾填埋場的巨大負(fù)擔(dān),同時(shí)還鎖住了大量極具價(jià)值的稀有金屬。
    【CPP114】訊:隨著電子產(chǎn)品在日常生活中愈發(fā)普及,淘汰率也越來越高,電子廢棄物回收問題日益嚴(yán)峻,因?yàn)樗鼈儾粌H成為了垃圾填埋場的巨大負(fù)擔(dān),同時(shí)還鎖住了大量極具價(jià)值的稀有金屬。


  電子廢棄物中含有的稀有金屬是全球性的稀缺資源。英國此前的一項(xiàng)表明,我們的手機(jī)含有30種不同的元素,有些甚至更多。據(jù)估計(jì),其中至少有6種資源將在100年內(nèi)耗盡。金和銀就是很好的例子。它們具有高導(dǎo)電性,通常會與其他貴金屬一起被嵌入電路板和其他硬件中。


  在一項(xiàng)最新研究中,美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)伯克利分校的研究人員們展示了一種可以按需降解的印刷電路,它可以在使用完畢后分解成可重復(fù)使用的材料,包括一些貴金屬。該研究成果已于近期發(fā)表在了《先進(jìn)材料》雜志上。




  這一研究成果來自一個(gè)近期不斷發(fā)展的研究領(lǐng)域——瞬態(tài)電子器件。它是一種利用“瞬態(tài)電子”技術(shù)制造的電子元件,可以在短時(shí)間內(nèi)自然溶解。可被用于制造環(huán)保計(jì)算機(jī)、相機(jī)、手機(jī)等。這將極大地幫助減少電子垃圾。


  據(jù)悉,該研究團(tuán)隊(duì)造了嵌入酶的生物可降解塑料,這種酶可以在熱水或土壤中分解材料的聚合物鏈,在幾天內(nèi)降解塑料。一種名為RHP的分子可將酶在塑料內(nèi)分散,從而防止它們過早地破壞材料。


  而這一次,研究人員調(diào)整了配方,使用了廉價(jià)酶的混合物,以簡化生產(chǎn)和降低成本。他們用可生物降解的塑料作為基底,然后在上面印刷由導(dǎo)電墨水制成的電子電路。


  據(jù)悉,這一“導(dǎo)電墨水”是由銀片或碳黑顆粒組成的,聚酯粘合劑將其全部固定在一起,而酶混合物通過降解粘合劑最終將整個(gè)東西解開。


  在實(shí)驗(yàn)中,該小組測試了電路的整個(gè)生命周期。首先,他們在正常條件下將它們存放在抽屜里七個(gè)月,暴露在不斷變化的溫度和濕度的環(huán)境中。然后,他們在一個(gè)月內(nèi)連續(xù)對它們進(jìn)行了電流測試。研究小組說,經(jīng)過測試的電路與全新的一樣好用,表明它們沒有開始過早地退化。


  然后,研究人員測試了它們的生物可降解性。他們讓測試電路在溫水中放置幾天,并發(fā)現(xiàn)在72小時(shí)內(nèi),銀粒子會與聚合物分離,聚合物會分解成單體。該團(tuán)隊(duì)說,94%的銀可以被回收,單體也可以被回收。


  最后,該團(tuán)隊(duì)還在一系列其他材料上測試了這種可生物降解的導(dǎo)電墨水,如柔性塑料和布料,并取得了類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此,這可能使它對可穿戴設(shè)備亦有用處。該團(tuán)隊(duì)表示,下一步是制造出一種生物可降解的完整微芯片。

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