Согласно отчету ООН, в 2022 году в мире образовалось 62 млрд кг электронных отходов, что на 82% больше, чем в 2010 году. Менее четверти электронных отходов 2022 года было переработано. Есть много препятствий для экологически безопасной утилизации электроники, и одна из них заключается в отсутствии масштабных систем переработки печатных плат, которые есть почти во всех электронных устройствах, пишет TechXplore.
Печатные платы, на которых размещены и соединены микросхемы, транзисторы и другие компоненты, обычно состоят из слоев тонких листов стекловолокна, покрытых твердым пластиком и ламинированных вместе с медью. Этот пластик сложно отделить от стекловолокна, поэтому печатные платы часто накапливаются на свалках, где их химические вещества могут просачиваться в окружающую среду. Еще их сжигают, чтобы извлечь ценные металлы, такие как золото и медь, хотя это токсично.
Команда исследователей из Университета штата Вашингтон разработала новую печатную плату, которая по своим характеристикам не уступает традиционным материалам и может быть переработана много раз практически без потерь Ученые использовали растворитель, который превращает особый тип витримера (передового класса экологически безопасных полимеров) в желеобразное вещество, не повреждая его. Это позволяет легко извлекать твердые компоненты платы для повторного использования или переработки.
Затем это желеобразное вещество из витримера можно снова использовать для создания новых печатных плат. В отличие от традиционных пластиков, которые теряют свои свойства с каждой переработкой, витример сохраняет свои качества. Исследователи смогли извлечь 98% витримера, 100% стекловолокна и даже 91% растворителя, использованного для переработки, из новых печатных плат.
Витримеры — это класс полимеров, впервые разработанный в 2015 году. При воздействии определенных условий, таких как нагрев выше определенной температуры, их молекулы могут перестраиваться и образовывать новые связи. Это делает их одновременно «самовосстанавливающимися» (например, согнутую печатную плату можно выпрямить) и пригодными для многократной переработки.
Новый процесс практически не отличается от производства обычных печатных плат, но он позволяет использовать уже готовые компоненты, не требуя специальных условий для их хранения.
Для переработки печатную плату достаточно погрузить в органический растворитель с относительно низкой температурой кипения. Это размягчает пластик, не повреждая при этом стеклянные листы и электронные компоненты, что позволяет легко извлечь их для повторного использования.
Этот процесс открывает несколько путей к более экологичным и цикличным жизненным циклам печатных плат. Поврежденные платы, например, с трещинами или деформацией, в некоторых случаях можно отремонтировать. Если ремонт невозможен, их можно отделить от электронных компонентов. Сами компоненты затем можно переработать или повторно использовать, а витример и стекловолокно — пустить на новые печатные платы.
Команда проверила свою плату на прочность и электрические свойства и обнаружила, что ее характеристики сопоставимы с наиболее распространенным материалом для печатных плат (FR-4).
По словам ученых, перерабатываемые печатные платы приведут к снижению потенциала глобального потепления на 48% и выбросов канцерогенных веществ на 81% по сравнению с традиционными печатными платами.
Ранее команда физиков и инженеров компании Vector Atomic разработала новый вид атомных часов. Создатели называют их самыми точными и надежными среди аналогов.
