وسایل الکترونیکی در آب جوش بازیافت میشوند!

تاریخ : ۰۴ تیر ۱۴۰۱

تعداد بازدید : ۱۷۰

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی

با همکاری محققان چند رشته مختلف، جوهر نانویی ساخته شده که می توان از آن در تولید مدارهای چاپی استفاده کرد، مدارهایی که به سادگی در آب جوش حل شده و قابل بازیافت هستند.

در مقاله ای که محققان با عنوان Conductive Ink with Circular Life Cycle for Printed Electronics در مجله Advanced Materials به چاپ رساندند جزئیات ساخت نوعی جوهر رسانا با کمک فناوری نانو درج شده است، جوهری که به بازیافت سریع قطعات الکترونیکی کمک می کند.

 

جونپیو کوون از محققان دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید: «ما یک کوکتل آنزیمی (BC-Lipase) با هتروپلیمرهای تصادفی (RHP) را در کامپوزیت های نقره/پلی کاپرولاکتون (Ag/PCL) برای ایجاد جوهرهای الکترونیکی تجزیه پذیر ادغام کردیم.»

 

آنزیم‌های طراحی شده در این پروژه تجزیه هیدرولیتیک زنجیره‌های کامپوزیت های نقره/پلی کاپرولاکتون را در فیلم‌ها و مدارهای چاپی پس از غوطه‌ور شدن در آب گرم را کاتالیز می‌کنند. این پلیمریزاسیون آنزیمی به کمک با هتروپلیمرهای تصادفی، جداسازی آسان اجزای الکترونیکی و بازیافت ذرات عملکردی را حتی پس از ماه‌ها نگهداری و استفاده در شرایط محیطی امکان‌پذیر می‌سازد.»

 

او می افزاید: «علاوه بر این، می‌توان از درجه حرارت و عملیات پس از حرارت برای تعدیل نرخ تخریب پلیمر پس از نوشتن مستقیم جوهر استفاده کرد. از آنجایی که آب گرم منبع اصلی تخریب و بازیافت است، رویکرد پیشنهادی پایدارتر و به طور بالقوه مقرون به صرفه تر از استفاده از حلال های آلی سمی و گران قیمت در بازیافت زباله های الکترونیکی ساخته شده از چند جزء است.»

 

با ترکیب پرکننده‌های نقره رسانا، بایندر پلیمری زیست تخریب‌پذیر و آنزیم‌ها، محققان جوهر کامپوزیتی را فرموله کردند که از نظر مکانیکی مقاوم با استحکام کششی حدود 6.3 مگاپاسکال، انعطاف‌پذیری مکانیکی با 80 درصد کرنش در هنگام شکست و رسانایی الکتریکی 104×104 S m−1 است.

 

مدارهای الکترونیکی چاپ شده با این جوهر روی پلی استر تجزیه پذیر را می‌توان به سادگی با فرو بردن آنها در آب گرم تجزیه کرد. سرعت تخریب و تاخیر را می توان با عملیات حرارتی برنامه ریزی کرد. پرکننده های نقره را می توان بدون افت عملکرد قابل مشاهده جمع آوری و استفاده مجدد کرد.

 

وی می گوید: «مدارها پس از هفت ماه ذخیره و یک ماه کار مداوم تحت ولتاژ الکتریکی 3 ولت در دمای اتاق بدون کنترل رطوبت، کاملاً کاربردی و قابل تجزیه می مانند.»

 

جوهر کامپوزیتی تعبیه شده در آنزیم را می‌توان با استفاده از آنزیم‌های تجاری موجود بدون فرآیندهای خالص سازی با منابع فشرده تهیه کرد. و این فناوری مقرون به صرفه است زیرا پرکننده های فلزی گران قیمت را می توان به راحتی پس از انحلال در حمام آب گرم در پایان عمر مدارها بازیافت کرد.

 

کوون خاطرنشان می کند: «ما مدارهای تجزیه پذیر را با استفاده از کامپوزیت حل شده در حلال های آلی (به عنوان مثال، تولوئن) با روش نوشتن با جوهر مستقیم چاپ کردیم. با این حال، استفاده از حلال‌های آلی نیز می‌تواند به دلیل سمیت و هزینه آن‌ها مشکل‌ساز باشد. بنابراین، ما همچنین اکستروژن ذوب داغ مواد را در دمای 60 درجه سانتی‌گراد نشان دادیم.»

 

منبع : https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=60919.php

نظر شما