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可生物降解電路助電子產(chǎn)品更好回收

發(fā)布時(shí)間:2022-8-31來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)點(diǎn)擊:返回列表

       隨著時(shí)間的推移,電子垃圾問(wèn)題會(huì)變得更嚴(yán)重。最近,美國(guó)能源部勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)伯克利分校的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)提出了一種潛在的解決方案:一種能夠完全回收的、可生物降解的打印電路。他們?cè)凇断冗M(jìn)材料》雜志上報(bào)告了這種新設(shè)備,這一進(jìn)步可讓垃圾填埋場(chǎng)中的可穿戴設(shè)備和其他柔性電子產(chǎn)品分流,并減輕重金屬?gòu)U物對(duì)健康和環(huán)境的危害。
 
       研究人員展示可生物降解的打印電路。
 
  在此前的一項(xiàng)發(fā)表于《自然》雜志的研究中,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),將洋蔥伯克霍爾德氏菌脂肪酶(BC—脂肪酶)等純化酶嵌入塑料材料中,可加速其降解。此次,研究團(tuán)隊(duì)用的不是昂貴的純化酶,而是更便宜的、現(xiàn)成的BC—脂肪酶“混合物”。這大大降低了成本,有助于電路的大規(guī)模生產(chǎn)。
 
  研究人員開(kāi)發(fā)出一種可打印的“導(dǎo)電墨水”,該墨水由可生物降解的聚酯黏合劑、銀片或炭黑等導(dǎo)電填料和市售的酶混合物組成。墨水的導(dǎo)電性來(lái)自銀或炭黑顆粒,可生物降解的聚酯黏合劑充當(dāng)膠水。
 
  研究人員用一臺(tái)帶有導(dǎo)電墨水的3D打印機(jī),在硬質(zhì)可生物降解塑料、柔性可生物降解塑料和布料等各種表面上打印電路圖案,證明了墨水可附著在各種材料上。墨水干燥后,就會(huì)形成集成電路裝置。
 
  為了測(cè)試其保質(zhì)期和耐用性,研究人員在沒(méi)有控制濕度或溫度的情況下,將一個(gè)打印電路在實(shí)驗(yàn)室存儲(chǔ)了7個(gè)月,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該電路的導(dǎo)電性與存儲(chǔ)前一樣好。
 
  他們將電路浸入溫水中,以測(cè)試其可回收性。在72小時(shí)內(nèi),電路材料降解為銀顆粒,與聚合物黏合劑完全分離,聚合物分解成可重復(fù)使用的單體。研究人員無(wú)需額外處理即可輕松回收金屬,到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),他們確定大約94%的銀顆??苫厥蘸椭貜?fù)使用。
 
  該電路在運(yùn)行30天后仍可降解,表明這些酶仍然活躍。這歸因于添加了一種酶保護(hù)劑。
 
  研究人員表示,該電路或可作為瞬態(tài)電子設(shè)備中使用的一次性塑料的可持續(xù)替代品,例如,生物醫(yī)學(xué)植入物或環(huán)境傳感器之類的設(shè)備,會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)分解。

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