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可生物降解电路助力电子产品更好回收

来源:爱采购  作者:爱采购   2022-08-31 阅读:1057

  随着时间的推移,电子垃圾问题会变得更严重。最近,美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校的一个研究团队提出了一

种潜在的解决方案:一种能够完全回收的、可生物降解的打印电路。他们在《先进材料》杂志上报告了这种新设备,这一进步可让垃圾填埋场中

的可穿戴设备和其他柔性电子产品分流,并减轻重金属废物对健康和环境的危害。

  在此前的一项发表于《自然》杂志的研究中,研究团队发现,将洋葱伯克霍尔德氏菌脂肪酶(BC—脂肪酶)等纯化酶嵌入塑料材料中,可加

速其降解。此次,研究团队用的不是昂贵的纯化酶,而是更便宜的、现成的BC—脂肪酶“混合物”。这大大降低了成本,有助于电路的大规模生

产。

  研究人员开发出一种可打印的“导电墨水”,该墨水由可生物降解的聚酯黏合剂、银片或炭黑等导电填料和市售的酶混合物组成。墨水的导

电性来自银或炭黑颗粒,可生物降解的聚酯黏合剂充当胶水。

  研究人员用一台带有导电墨水的3D打印机,在硬质可生物降解塑料、柔性可生物降解塑料和布料等各种表面上打印电路图案,证明了墨水可

附着在各种材料上。墨水干燥后,就会形成集成电路装置。

  为了测试其保质期和耐用性,研究人员在没有控制湿度或温度的情况下,将一个打印电路在实验室存储了7个月,结果发现该电路的导电性

与存储前一样好。

  他们将电路浸入温水中,以测试其可回收性。在72小时内,电路材料降解为银颗粒,与聚合物黏合剂完全分离,聚合物分解成可重复使用的

单体。研究人员无需额外处理即可轻松回收金属,到实验结束时,他们确定大约94%的银颗粒可回收和重复使用。

  该电路在运行30天后仍可降解,表明这些酶仍然活跃。这归因于添加了一种酶保护剂。

  研究人员表示,该电路或可作为瞬态电子设备中使用的一次性塑料的可持续替代品,例如,生物医学植入物或环境传感器之类的设备,会在

一段时间内分解。

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