Решить задачу снижения роста отходов электроники призвано создание материалов, пригодных для вторичной переработки, обладающих требуемой электропроводностью и способных самовосстанавливаться после повреждений.
При моральном устаревании или поломке мобильных телефонов, планшетов и ноутбуков в мусор выбрасывается так много различных устройств, что это явление уже получило собственное название: отходы электроники. Согласно отчету ООН за 2024 год, объем отходов электроники в мире за последние 12 лет почти удвоился, увеличившись с 34 до 62 млн тонн (для перевозки такого количества понадобится 1,55 млн большегрузных машин), а к 2030 году он достигнет 82 млн т. Перерабатываются при этом лишь 13,8 млн тонн – чуть более 20% от общего объема. Таким образом, электроники с каждым годом мы выбрасываем все больше и больше, а переработка ее не растет. Решить эту задачу как раз и призвано исследование, проводившееся двумя группами из Технологического института Вирджинии. Результатом его стало создание материалов, пригодных для вторичной переработки, обладающих требуемой электропроводностью и способных самовосстанавливаться после повреждений. При этом прочность и долговечность, характерную для традиционных печатных плат, исследователям удалось сохранить. Добиться сочетания всех этих свойств в одном материале было весьма непросто.
В основе наработок лежит витремер – динамический полимер, способный принимать различные формы и допускающий вторичную переработку. На этот универсальный материал наносятся капли жидкого металла, которые проводят электрический ток подобно металлам, присутствующим в традиционных электрических цепях.
Переработка традиционных печатных плат включает в себя несколько этапов демонтажа и по-прежнему приводит к образованию большого количества отходов. Теряются ценные металлические компоненты стоимостью в миллиарды долларов. У нового динамического композитного материала при нагревании можно восстанавливать и менять форму с сохранением всех электрических характеристик. По окончании срока службы печатные платы на основе витремера разделяются на компоненты с помощью щелочного гидролиза, что позволяет извлекать из них металлы и светодиоды. Цель дальнейших исследований будет заключаться в демонстрации возможности повторного использования всех компонентов проводящих композитов. Сократить количество электроники, выбрасываемой потребителями по всему миру, наверное, невозможно. Но уменьшение ее объема, попадающего на свалки, становится настоятельной необходимостью.