За последние 12 лет объемы отработавшей свой ресурс и выброшенной техники, включая смартфоны, ноутбуки, планшеты и бытовые приборы, почти удвоились, достигнув 62 миллиардов килограммов по данным ООН за 2024 год. Это 1,55 миллиона грузовиков, доверху загруженных электроникой. К 2030 году этот показатель может достичь 82 миллиардов килограммов. Однако на переработку сегодня направляется лишь около 20% этого объема — около 13,8 миллиарда килограммов — и, что тревожно, доля перерабатываемой техники не растет.
Ученые из Технологического института Вирджинии предложили инновационное решение проблемы: принципиально новый тип электронных схем, которые не только легко перерабатываются, но и способны к самостоятельному восстановлению своей конфигурации. В основе новой технологии лежит сотрудничество двух специалистов из разных дисциплин — профессора машиностроения Майкла Бартлетта и доцента химии Джоша Уорча. Объединив усилия со своими командами аспирантов и постдоков, они разработали уникальный материал на базе витримера — полимера, способного менять форму и структуру под воздействием температуры, оставаясь при этом прочным и долговечным. В состав этого материала были добавлены капли жидкого металла, которые выполняют функцию проводников электрического тока, аналогично традиционным металлическим дорожкам на платах.
Результатом стал композит, сочетающий высокую прочность, гибкость, электропроводность и способность к восстановлению после повреждений. Это серьезный шаг вперед по сравнению с существующими решениями, потому что большинство современных гибких или перерабатываемых материалов в электронике, как правило, уступают традиционным платам по своей надежности. Однако новое решение демонстрирует высокую устойчивость к механическим деформациям и сохраняет работоспособность даже при повреждении.
Особую ценность представляет простой и энергоэффективный процесс переработки таких плат. В отличие от традиционных, сделанных из трудноразлагаемых термореактивных пластмасс, эти платы можно восстанавливать или полностью разбирать с помощью щелочного гидролиза, возвращая исходные компоненты — от жидкого металла до светодиодов — обратно в производство. Ученые подчеркивают, что их конечная цель — создать замкнутый цикл использования таких материалов, сведя к минимуму отходы на всех этапах жизненного цикла электроники.
Это открытие может стать переломным моментом в борьбе с электронным мусором. В мире, где количество выбрасываемой техники растет быстрее, чем успевает развиваться инфраструктура ее переработки, такие технологические решения дают надежду на устойчивое будущее. Объемы потребления электроники неизбежно будут расти, но если удастся сделать сами устройства дружественными к переработке и повторному использованию, это уже будет огромным шагом вперед.
Тем временем ученые придумали простой способ извлечения серебра из электронных отходов.
