Elektronický obvod sa na požiadanie rozloží na recyklovateľné časti
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 7. 9. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Stará elektronika sa ťažko recykluje, čo znamená, že zahlcuje skládky a zároveň zadržiava cenné kovy mimo obeh. Vedci teraz demonštrovali elektronické tlačené obvody, ktoré sa dajú na požiadanie rozložiť a ich materiál sa môže vrátiť do opätovne použiteľnej podoby.
Zatiaľ čo mnohí z nás sa každý rok alebo dva naháňajú za novým smartfónom, problém elektronického odpadu stále narastá. Mnohé z týchto zariadení nie sú skonštruované s ohľadom na recykláciu a je ťažké z nich získať vzácne kovy ako sú zlato a striebro na opätovné použitie. Namiesto toho veľká časť tohto elektronického odpadu končí na skládkach, odkiaľ sa do životného prostredia môžu dostať toxické chemikálie.
Rozvíjajúcou sa oblasťou výskumu je takzvaná prechodná elektronika, čo je elektronika vyrobená tak, aby sa po určitom čase alebo po stretnutí so špecifickým spúšťačom, ako je teplo alebo voda, rozložila. To by mohlo nielen pomôcť znížiť množstvo elektronického odpadu, ale aj vytvoriť senzory v ľudskom tele alebo v životnom prostredí, ktoré sa po skončení svojej práce môžu biologicky rozložiť.
V rámci novej štúdie výskumníci z laboratória Berkeley a Kalifornskej univerzity v Berkeley vyvinuli a demonštrovali tlačené elektronické obvody, ktoré sa môžu na požiadanie rozložiť na opätovne použiteľné materiály, vrátane vzácnych kovov.
Nový dizajn nadväzuje na predchádzajúcu prácu tohto tímu, v rámci ktorej výskumníci vytvorili biologicky rozložiteľné plasty so zabudovanými enzýmami, ktoré by v horúcej vode alebo v pôde rozdelili polymérne reťazce materiálu, čím by sa plast rozložil v priebehu niekoľkých dní. Molekula nazývaná ako RHP rozptýli enzýmy do zhlukov v plaste, čo im zabráni zničiť materiál príliš skoro.
Tentoraz výskumníci upravili receptúru tak, aby sa použili zmesi lacných enzýmov, čím sa zefektívnila výroba a znížili náklady. Ako substrát použili svoj biologicky rozložiteľný plast, na ktorý vytlačili elektronické obvody z vodivého atramentu. Ten sa skladá zo strieborných vločiek alebo uhlíkových sadzí, ktoré zabezpečujú elektrickú vodivosť, polyesterových spojív, ktoré to všetko držia pohromade, a zmesi enzýmov, ktoré to celé nakoniec rozkladom spojív rozpletú.
Vedci testovali celý navrhovaný životný cyklus elektronických obvodov. Najprv ich sedem mesiacov skladovali v zásuvke za bežných podmienok, vystavené každodenným výkyvom teploty a vlhkosti. Potom cez ne mesiac nepretržite púšťali elektrický prúd. Podľa tímu fungovali uskladnené elektronické obvody rovnako dobre ako úplne nové, čo naznačuje, že nezačali predčasne degradovať.
Nakoniec výskumníci otestovali ich biologickú odbúrateľnosť. Nechali ich niekoľko dní v teplej vode a zistili, že do 72 hodín sa častice striebra oddelili od polymérov, ktoré sa rozpadli na monoméry. Tím tvrdí, že až 94 % striebra by sa dalo recyklovať, rovnako ako monoméry.
Vedci tiež testovali biologicky odbúrateľný vodivý atrament na rôznych iných materiáloch, napríklad na pružnom plaste a látke, a zistili, že vo všetkých prípadoch stále funguje ako elektronický obvod. Vďaka tomu by mohol byť užitočný pre nositeľné zariadenia. Ďalším krokom je vytvorenie celého mikročipu, ktorý je biologicky rozložiteľný.
Výskum bol uverejnený v magazíne Advanced Materials. Tím opisuje prácu vo videu, ktoré si môžete pozrieť na začiatku článku alebo priamo TU.
