科学家发明几乎100%可回收的电路板 在拆卸时会变成果冻状

一种新型印刷电路板(PCB)可大幅减少最终被填埋的电子垃圾数量。虽然大多数印刷电路板难以回收利用,但这种印刷电路板并非如此,它在必要时可以部分变成可重复使用的果冻。除其他组件外,印刷电路板通常包含一层不导电的玻璃纤维,作为芯片、电阻器和变压器等电子零件的基板。玻璃纤维又由两种成分组成–玻璃纤维编织物和环氧树脂,这两种成分很难相互分离。

科学家发明几乎100%可回收的电路板 在拆卸时会变成果冻状

从左到右依次是玻璃纤维基印刷电路板、采集的玻璃纤维片、从电路板上剥离的胶状玻璃纤维聚合物块以及采集的电子元件

由于这种基底材料不容易分解,因此回收电子元件再利用需要耗费大量人力和时间。有时,为了回收电子元件,玻璃纤维会被烧掉,但这一过程并不环保,而且可能会损坏所回收的元件。

这就是试验性新 PCB 的用武之地。

它由华盛顿大学的科学家们创造,用一种被称为玻璃聚合物的聚合物取代了玻璃纤维中的树脂。只要印刷电路板还在使用,这种玻璃聚合物就能保持强度、刚度和非导电性,使基板的功能与传统玻璃纤维基板无异。

科学家发明几乎100%可回收的电路板 在拆卸时会变成果冻状

华盛顿大学机械工程博士后学者 Agni K.华盛顿大学机械工程博士后学者比斯瓦尔使用热压机压合玻璃纤维印刷电路板 马克-斯通/华盛顿大学

一旦这种”vPCB”(玻璃纤维印刷电路板)达到使用年限,就会被送往回收设施,并浸入沸点相对较低的有机溶剂中。当溶剂沸腾时,会使玻璃纤维膨胀并变成胶状。

所有的玻璃纤维和电子元件(完全没有损坏)都可以很容易地取出来重新使用。此外,实验室实验还表明,98% 的玻璃聚合物本身可以重复使用,91% 的溶剂也可以重复使用。

重要的是,vPCB 可以在现有设施中生产,而且可以反复回收利用。事实上,科学家们估计,与传统的多氯联苯相比,使用回收的 vPCB 可使全球变暖潜能值降低 48%,致癌物质排放量减少 81%。

研究论文的共同资深作者 Vikram Iyer 副教授说:”在电子垃圾的质量和体积中,PCB 占了相当大的一部分。它们的构造具有防火和防化学腐蚀的特性,这使它们非常坚固耐用。但这也使它们基本上无法回收利用。在这里,我们创造了一种新的材料配方,其电气性能可与传统的多氯联苯媲美,同时还创造了一种可反复回收利用的工艺。”

该论文最近发表在《自然-可持续性》杂志上。此外,有趣的是,同一批科学家还曾在一种更易于修复和回收的碳纤维中使用过玻璃纤维。

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