вчора о 12:58
,Іспанія
Швейцарські дослідники розробили компостовану друковану плату з дерева, яка за ключовими технічними характеристиками наближається до традиційних плат. Цей підхід вирішує основну проблему електронної промисловості: друковані плати (Printed Circuit Boards, PCBs) присутні майже в кожному електронному пристрої – від смартфонів до електричних зубних щіток – і значно сприяють зростанню обсягів електронного сміття у світі, які вже перевищують 50 мільйонів тонн на рік.
Звичайні PCBs зазвичай складаються з композиту скловолокна та пластиків, таких як епоксидна смола. Ця комбінація матеріалів забезпечує високу міцність, термостійкість і довговічність, але робить переробку надзвичайно складною. Розділення окремих компонентів вимагає значних технічних і фінансових зусиль. На практиці друковані плати часто спалюють або вивозять на звалища. При цьому втрачаються цінні ресурси, такі як мідь чи золото, а під час утилізації можуть виділятися шкідливі для довкілля та здоров’я речовини.
Дослідницька команда Федеральної лабораторії матеріалознавства та технологій (Empa) використовує дерево як відновлюваний вихідний матеріал. Для цього застосовуються лігнін і целюлоза у вигляді лігноцелюлозних нанофібрил, які отримують із целюлози. Ця целюлоза є побічним продуктом біопереробних процесів – підхід до вторинної переробки, який може значно покращити екологічний баланс виробництва електроніки.
Для виготовлення деревні волокна змішували з водою до отримання тонкої пасти, а потім пресували під високим тиском. Результатом стала рівномірна, гладка та міцна основа для плати. За результатами тестів, дерев’яна друкована плата досягає майже такої ж жорсткості та міцності, як традиційні плати з епоксидної смоли, і має подібні властивості щодо тепло- та електропровідності. Крім того, поверхня достатньо гладка, щоб точно наносити схеми за допомогою струменевого друку – важливий показник того, що цей підхід можна поєднати з існуючими виробничими процесами.
Як демонстраційний зразок дослідники розробили повністю функціональну комп’ютерну мишу. Корпус був виготовлений із суміші біопластику та деревних частинок за допомогою 3D-друку. Під час роботи пристрій поводився як звичайна миша, а наприкінці терміну служби його можна було повністю компостувати.
Однак технологія ще не є повністю готовою. Наразі матеріал більш чутливий до вологи, ніж класичні друковані плати. Команда Empa працює над захисними покриттями та адаптацією матеріалів, щоб підвищити придатність до щоденного використання. Перші оцінки також вказують на те, що викиди вуглецю при виробництві дерев’яних PCB можна скоротити більш ніж удвічі.
Якщо ці виклики будуть подолані та вдасться досягти промислового масштабування, компостовані друковані плати з дерева можуть стати важливим елементом для значного зменшення електронного сміття та викидів у виробництві електроніки.
