Исследователи из Технологического института Виргинии (Virginia Tech) разработали новый тип материала для печатных плат, который может значительно сократить объёмы электронных отходов. Эта разработка объединяет в себе сразу несколько уникальных свойств: материал легко перерабатывается, пригоден для повторного использования и способен к самовосстановлению. При этом он сохраняет прочность и надёжность, сравнимые с традиционными печатными платами.
Как это работает
В основе нового материала лежит витример — особый тип пластика, способный менять форму и структуру под воздействием температуры. В отличие от традиционных термореактивных пластиков, которые после формирования становятся неподвижными и трудноперерабатываемыми, витример можно разогреть, изменить или переработать.
Ключевая особенность разработки — добавление в витример микрокапель жидкого металла. Они проводят электричество, как обычные медные провода, и при этом придают материалу способность к самовосстановлению. Если такая плата повреждена, достаточно тепла, чтобы вернуть ей первоначальные свойства. Кроме того, материал можно разбирать химическим путём (щелочной гидролиз), что позволяет извлекать ценные компоненты, такие как светодиоды и жидкий металл.
Зачем это нужно
По данным отчёта ООН за 2024 год, объёмы электронных отходов почти удвоились за последние 12 лет — с 34 до 62 миллиардов килограммов. К 2030 году эта цифра может достигнуть 82 миллиардов килограммов. Из всего этого объёма перерабатывается только около 20%, то есть примерно 3,8 миллиарда килограммов. Остальное — это потенциально опасные отходы, захороняемые на свалках или сжигаемые, что создаёт серьёзную угрозу экологии.
Новая технология может существенно изменить подход к переработке электроники. В отличие от традиционных печатных плат, которые сложно утилизировать и которые генерируют много отходов, разработанный материал делает процесс переработки проще, дешевле и эффективнее.
Как отмечают авторы работы, профессор механической инженерии Майкл Бартлетт и доцент кафедры химии Джош Ворч, даже в случае механических повреждений плата сохраняет работоспособность. «Наш материал — это нечто совершенно новое. Он не только функционален, но и устойчив к повреждениям, а его электрические свойства сохраняются после восстановления», — объясняет Ворч.
Описание разработки опубликовано в журнале Advanced Materials.
