Учёные создали перерабатываемую электронику из жидкого металла
Учёные из Университета Вашингтона (США) представили новую композитную материал-систему, которая может изменить устоявшуюся концепцию жёстких печатных плат в электронике. Этот инновационный материал, основанный на гибком полимерном композите с микроскопическими каплями жидкого металла, не только обладает высокой степенью растяжимости, но и способен к самовосстановлению и переработке, что является редкостью среди современных электронных компонентов.
Благодаря своим уникальным свойствам, новый материал может стать ключом к созданию более экологичной электроники, способствуя уменьшению негативного воздействия на окружающую среду. Это открывает новые перспективы для развития устойчивых технологий, способных снизить нагрузку на планету и уменьшить количество электронного мусора.
Однако, необходимо учитывать, что без кардинальных изменений в подходах к производству и утилизации электроники, проблема накопления отходов может стать критической. По прогнозам, к 2030 году ежегодное накопление электронных отходов может достигнуть удивительной цифры в 90 миллионов тонн. В этом контексте разработка новых экологически чистых материалов и технологий играет ключевую роль в обеспечении устойчивого развития и сохранении окружающей среды.
Электронные отходы, если не обрабатывать их правильно, могут стать опасными из-за содержания токсичных веществ, таких как свинец и ртуть, что представляет угрозу для здоровья людей и окружающей среды.
Важно отметить, что в традиционных электронных платах ток проходит по металлическим дорожкам, закрепленным на твердой основе из стеклоткани и эпоксидной смолы. Однако в новом исследовании авторы предложили заменить эту конструкцию на мягкий композит, где в полимере равномерно распределены капли жидкого металла на основе галлия. Такой подход позволяет создавать схемы путем надрезки рисунка на поверхности материала, что обеспечивает проводимость между каплями и изоляцию остальной части.
Это инновационное решение не только улучшает функциональность электронных устройств, но также снижает риск загрязнения окружающей среды при утилизации старых плат. Кроме того, использование мягкого композита может способствовать более эффективной переработке электронных отходов и сокращению негативного воздействия на окружающую среду.
Группа ученых под руководством доцента кафедры машиностроения Мохаммада Х. Малакути сосредоточилась на создании материала с множеством функций, который станет основой для гибких и многоразовых устройств. Их цель заключается в разработке универсальной платформы, способной решить проблему электронных отходов, возникающую из-за отсутствия перерабатываемости устройств.
Особое внимание команда уделила возможности вторичного использования материалов. Полимерная матрица, созданная учеными, может быть разрушена с помощью простой химической обработки, что позволяет освободить жидкий металл для повторного использования. В результате испытаний удалось извлечь до 94% металла из образцов, что является значительным прорывом в области устойчивого использования ресурсов.
Мохаммад Х. Малакути подчеркнул, что важно менять подход к созданию устройств, начиная с учетом их возможной перерабатываемости. Это позволит снизить негативное воздействие на окружающую среду и сделать технологии более устойчивыми.
Эксперты отмечают, что композит, помимо своих основных свойств, также обладает способностью к самовосстановлению. Это означает, что материал можно не только разрезать на части, изменить его конфигурацию, но и вновь соединить под воздействием тепла и давления, и при этом новая конфигурация будет продолжать функционировать.
Ученые подчеркивают, что их исследования открывают перспективы для развития электроники, которая не только предназначена для использования в течение определенного срока, но и учитывает возможность ремонта, перенастройки и повторной переработки. Изменение этой парадигмы может стать ключевым фактором для снижения экологической нагрузки и более эффективного использования ресурсов.
Важно отметить, что такой подход также способствует уменьшению количества отходов и продлевает срок службы электронных устройств, что в свою очередь содействует устойчивому развитию общества.
Исследования в лаборатории показали потенциал новой технологии для создания устойчивой электроники, которая сможет снизить количество электронных отходов и открыть новые перспективы для многоразового использования материалов. Однако перед тем, как технологию можно будет внедрить в промышленное производство, необходимо решить ряд задач, связанных с масштабированием производства, оценкой экономической эффективности и обеспечением длительной надежности.
Дальнейшее развитие этой технологии может привести к созданию более устойчивых и экологически чистых электронных устройств, что в свою очередь способствует уменьшению негативного воздействия на окружающую среду. Потенциал этой инновации огромен, и ее внедрение может принести значительные выгоды как для производителей, так и для потребителей.
Таким образом, несмотря на ряд технических и экономических проблем, стоящих перед промышленным внедрением новой технологии, ее потенциал в области устойчивой электроники делает ее перспективной и важной для будущего развития отрасли.
Источник и фото - nia.eco
