вчера в 12:58
,Испания
Швейцарские исследователи разработали компостируемую печатную плату из дерева, которая по ключевым техническим характеристикам приближается к традиционным платам. Этот подход решает одну из центральных проблем электронной промышленности: печатные платы (Printed Circuit Boards, PCBs) используются практически в каждом электронном устройстве — от смартфонов до электрических зубных щеток — и значительно способствуют увеличению объема электронных отходов в мире, который уже превышает 50 миллионов тонн в год.
Обычные PCB, как правило, состоят из композита стекловолокна и пластиков, таких как эпоксидная смола. Эта комбинация материалов обеспечивает высокую прочность, термостойкость и долговечность, но делает переработку крайне сложной. Разделение компонентов требует значительных технических и финансовых затрат. На практике печатные платы часто сжигаются или отправляются на свалки. При этом теряются ценные ресурсы, такие как медь или золото, а в процессе утилизации могут выделяться вещества, вредные для окружающей среды и здоровья человека.
Исследовательская команда Федеральной лаборатории материаловедения и технологий (Empa) делает ставку на дерево как возобновляемый исходный материал. Используются лигнин и целлюлоза в виде лигноцеллюлозных нанофибрилл, получаемых из целлюлозы. Эта целлюлоза является побочным продуктом процессов биопереработки — подход, основанный на вторичной переработке, который может значительно улучшить экологический баланс производства электроники.
Для производства древесные волокна смешиваются с водой до состояния тонкой пасты, а затем прессуются под высоким давлением. В результате получается равномерная, гладкая и прочная основа для платы. Тесты показывают, что деревянная печатная плата почти достигает жесткости и прочности традиционных плат из эпоксидной смолы и обладает схожими характеристиками в плане тепло- и электропроводности. Кроме того, поверхность достаточно гладкая, чтобы наносить схемы с высокой точностью методом струйной печати — важный показатель того, что этот подход можно интегрировать в существующие производственные процессы.
В качестве демонстрационного образца исследователи разработали полностью функциональную компьютерную мышь. Корпус был изготовлен из смеси биопластика и древесных частиц с использованием 3D-печати. В процессе эксплуатации устройство вело себя как обычная мышь, но по окончании срока службы его можно было полностью компостировать.
Однако технология пока несовершенна. На данный момент материал более чувствителен к влажности, чем классические печатные платы. Команда Empa работает над защитными покрытиями и модификацией материалов, чтобы повысить пригодность для повседневного использования. Первые оценки также показывают, что выбросы углерода при производстве деревянных PCB могут быть сокращены более чем наполовину.
Если удастся преодолеть эти трудности и достичь промышленного масштабирования, компостируемые печатные платы из дерева могут стать важным элементом в сокращении электронных отходов и выбросов в производстве электроники.
