Вчені з Вірджинії Тек розробили довговічні, самовідновлювальні та перероблювальні друковані платки
Команда вчених розробила новий тип самовідновлювальної плати, яка залишається функціональною навіть після значних механічних пошкоджень і може бути переформатована або повністю перероблена за допомогою тепла. Впроваджена рідким металом та виготовлена з полімеру, відомого як витримар, ця новинка може суттєво зменшити електронні відходи та змінити тривкість споживчої електроніки. Витримар зберігає міцність традиційних термостійких матеріалів, разом з тим дозволяє гнучкість і відновлення, що робить можливим переробку пошкоджених плат без шкоди для електричної продуктивності.
## Самовідновлювальні Плати З Рідким Металом: Подвійна Гнучкість і Зменшення Електронних Відходів
Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Advanced Materials 1 червня, плати були створені шляхом змішування витримару з лише 5% за об’ємом крапель рідкого металу. Ця комбінація майже вдвічі збільшила здатність матеріалу до розтягування до руйнування порівняно з витримаром окремо. Вбудовані краплі також є гнучкими, виконуючи роль провідників замість металевих проводів, які використовуються в традиційних платах. За допомогою ротаційного реометра були проведені випробування, які продемонстрували, що матеріал здатний повернутися до своїх початкових форм після деформації під впливом температури в межах від 170°C до 200°C, що не під силу звичайним термостійким епоксидним матеріалам.
Інженери також показали, що цей матеріал залишається високопровідним і здатним відновлювати свої електричні функції після пошкодження. “Сучасні плати цього робити не можуть,” – зазначив Джош Ворч, один із співавторів дослідження. Його команда розробила цей динамічний композит з метою створення кругової економіки в електроніці. Дизайн відповідає на серйозну екологічну проблему: більшість сьогоднішніх плат виготовлено з термостійких матеріалів, які не підлягають переробці, і в результаті опиняються на смітниках.
Електронні відходи більше ніж подвоїлися за 12 років, з 34 до 62 мільярдів кілограмів, як зазначено в звіті ООН за 2024 рік. Незважаючи на те, що ці плати містять цінні метали, такі як золото, їх важко розкладати і повертати в користування через постійну природу термореактивних пластиків. На відміну від цього, новий витримарний дизайн дозволяє легко розділяти та повторно використовувати матеріали. “Навіть якщо плата пошкоджена,” – говорить Майкл Бартлет, інший співавтор, – “електричні характеристики не постраждають.”
Необхідно продовжувати роботу над покращенням відновлення деяких елементів, але, за словами дослідників, цей прогрес є значним кроком до більш екологічної електроніки. Технологія одного дня може бути впроваджена в різні типи пристроїв, від телефонів і ноутбуків до носимих пристроїв та телевізорів, змінюючи спосіб виготовлення, експлуатації та переробки пристроїв.
