用可生物降解的电路板对抗电子垃圾

用可生物降解的电路板对抗电子垃圾

一个研究团队创新了开创性的可生物降解电路板，旨在解决日益严重的电子垃圾问题，并可能为未来的完全一次性电子产品铺平道路。

废弃的电子产品，包括手机、笔记本电脑和平板电脑，正成为快速增长的电子垃圾来源，因为它们的组件通常难以回收并且不会自然降解。减少电子废物的一种有前途的方法是使用可以负责任地轻松处理的可再生资源设计其组件。

由美国国家科学基金会资助的新兴研究概述了一种新型原型电路板，该电路板由一张纸组成，该纸具有完全集成的电气元件，可以燃烧或降解。这项创新有可能使电子污染成为过去。

电子垃圾的全球格局

2021 年，有 5740 万吨电子垃圾，是地球上最重的人造物体。这比 2019 年的 5360 万吨显着增加，自 2014 年以来增长了 21%，预计到 2030 年电子废物将超过 7400 万吨。

仅在美国，尽管每年有超过 1.51 亿部手机被回收，但每天约有 416,000 部手机被丢弃并最终被焚烧或填埋，美国垃圾填埋场中 40% 的重金属来自电子垃圾。

大多数小型电子产品包括由玻璃纤维、树脂和金属线制成的电路板。不幸的是，这些电路板难以回收并且通常体积庞大，这使得它们不适合用于即时医疗设备、环境监测器或个人可穿戴设备。

这个问题的一个有希望的替代方案是纸基电路板，它更容易处理、更便宜、更灵活。然而，目前，这些电路板需要专门的纸张或将传统的金属电路组件安装在一张纸上。

推进电路板

为了克服这些缺点，研究人员努力创建易于制造的电路，该电路将所有电子元件完全集成到薄片中。该团队开发了一种纸质放大器型电路，其中包括电阻器、电容器和晶体管。

最初，他们使用蜡以简单的图案将通道打印到一张纸上。在蜡熔化并浸入纸中后，研究人员打印出半导体和导电油墨，随后将其浸入未被蜡阻挡的区域。接下来，他们丝网印刷了额外的导电金属部件，并将凝胶电解质浇铸到薄片上。

研究人员随后对电阻器、电容器和晶体管进行了测试，证明它们工作正常。即使添加了组件，最终的电路板也非常灵活。为了展示其耐用性，该团队展示了整个装置在暴露于火中后迅速燃烧成灰烬。他们认为，这代表了向完全一次性电子产品迈出的重要一步，这是减少电子垃圾的里程碑。

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