Ηλεκτρονικές πλακέτες που λιώνουν στο νερό: Νέα τεχνολογία μειώνει δραστικά τα ηλεκτρονικά απόβλητα
Από τα smartphones ως τα ηχεία, η επόμενη γενιά ηλεκτρονικών μπορεί να ανακυκλώνεται σε ένα ποτήρι νερό.
Κάθε χρόνο περίπου 62 εκατομμύρια τόνοι ηλεκτρονικών απορριμμάτων καταλήγουν σε χωματερές. Παρά τα πολύτιμα μέταλλα που περιέχουν, μόλις ένα μικρό ποσοστό ανακυκλώνεται πραγματικά. Η μεγάλη πλειονότητα καταστρέφεται με ρυπογόνες μεθόδους ή στέλνεται σε χώρες χωρίς αυστηρή περιβαλλοντική νομοθεσία. Ο βασικός λόγος είναι ότι τα κυκλώματα των συσκευών, οι γνωστές πλακέτες (PCB), είναι πολύ δύσκολο να επαναχρησιμοποιηθούν, αφού κατασκευάζονται από συνδυασμό ινών γυαλιού, εποξικής ρητίνης και χαλκού.
Πώς διαλύεται μια πλακέτα σε λίγες ώρες
Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, το Georgia Tech και το Πανεπιστήμιο της Notre Dame παρουσίασε μια καινοτόμα λύση: το DissolvPCB. Όπως διαβάζουμε στο ZME Science, πρόκειται για μια πλακέτα που διαλύεται στο νερό. Αντί για γυαλί και ρητίνες, χρησιμοποιεί πολυβινυλική αλκοόλη (PVA), ένα βιοδιασπώμενο υλικό που λιώνει όταν έρθει σε επαφή με νερό. Οι αγώγιμες γραμμές δεν είναι χαλκός, αλλά ένα κράμα γαλλίου-ινδίου σε υγρή μορφή, που ρέει σε ειδικά κανάλια δημιουργώντας ηλεκτρικές συνδέσεις. Έτσι, όταν η πλακέτα ολοκληρώσει τον κύκλο ζωής της, μπορεί απλώς να βυθιστεί σε νερό και να αποσυντεθεί, ενώ το υγρό μέταλλο και τα ηλεκτρονικά εξαρτήματά της παραμένουν ανέπαφα και μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν.
Μια πράσινη εναλλακτική για τη βιομηχανία
Η ανακύκλωση είναι εξαιρετικά απλή. Στα πειράματα, μια μικρή πλακέτα με ανιχνευτή μαγνητικού πεδίου διαλύθηκε σε θερμοκρασία δωματίου μέσα σε 36 ώρες. Με ελαφριά θέρμανση και ανάδευση, η διαδικασία ολοκληρώθηκε σε λιγότερο από μία ώρα. Στο τέλος, τα υλικά διαχωρίστηκαν μόνα τους: το PVA αποξηράνθηκε και μετατράπηκε ξανά σε νήμα για 3D εκτύπωση, ενώ το υγρό μέταλλο και τα εξαρτήματα συλλέχθηκαν για νέα χρήση.
Η παραγωγή τους δεν απαιτεί εξειδικευμένα εργαστήρια. Ένας κοινός 3D εκτυπωτής, νήμα PVA και το ειδικό κράμα μετάλλου επαρκούν για την κατασκευή. Η ομάδα ανέπτυξε μάλιστα λογισμικό πρόσθετο που μετατρέπει συμβατικά ηλεκτρονικά σχέδια σε μοντέλα κατάλληλα για 3D εκτύπωση. Έτσι, ακόμη και ερασιτέχνες ή μικρές επιχειρήσεις μπορούν να δημιουργήσουν τις δικές τους διαλυόμενες πλακέτες.
Το μέλλον της βιώσιμης τεχνολογίας
Η τεχνολογία δεν περιορίζεται μόνο στη μείωση αποβλήτων. Επειδή οι πλακέτες τυπώνονται τρισδιάστατα, μπορούν να αποκτήσουν καμπύλα ή πιο ευφάνταστα σχήματα. Οι ερευνητές έφτιαξαν πρωτότυπα όπως ένα Bluetooth ηχείο, έναν κύβο-παιχνίδι με LED και ένα ρομποτικό «δάχτυλο» που λυγίζει με θέρμανση. Όλα ανακυκλώθηκαν με επιτυχία. Αυτό ανοίγει τον δρόμο για νέες μορφές ηλεκτρονικών συσκευών, που δεν περιορίζονται στο κλασικό επίπεδο σχήμα των PCB.
Οι πλακέτες DissolvPCB, σύμφωνα με τη μελέτη είναι πιο ογκώδεις από τις παραδοσιακές, γι’ αυτό και λιγότερο κατάλληλες για ηλεκτρονικά gadgets (π.χ. κινητά τηλέφωνα) όπου κάθε χιλιοστό μετρά. Επίσης, επειδή διαλύονται στο νερό, απαιτούν προστατευτικά καλύμματα για να αποφευχθεί τυχόν φθορά από υγρασία. Για την ώρα, το πιο κατάλληλο πεδίο εφαρμογής είναι η εκπαίδευση, οι δοκιμές και οι μικρές σειρές παραγωγής. Όμως, με την εξέλιξη της 3D εκτύπωσης, η τεχνολογία μπορεί να κλιμακωθεί και να βρει θέση σε πιο σύνθετες συσκευές.
