Elk jaar produceert de planeet ongeveer 62 miljoen ton elektronisch afval, een indrukwekkend figuur dat blijft groeien met de toename van het gebruik van digitale apparaten. Minder dan 25% van dit afval wordt echter eigenlijk gerecycled, ondanks het bevatten van edele metalen zoals goud, koper en palladio. De reden? Veel van het probleem is gerelateerd aan de moeilijkheid om traditionele gedrukte circuits (PCB) te recyclen, het hart van elk elektronisch apparaat.
Tegenwoordig zou een nieuwe technologie ontwikkeld door een team van onderzoekers van de universiteiten van Maryland, Georgia Tech en Notre Dame de regels van het spel radicaal kunnen veranderen: het wordt dissolvpcb genoemd en is een volledig recyclebaar en biologisch afbreekbaar gedrukt circuit.
Het bedrukte circuit dat in het water smelt en alleen herbruikbare materialen laat
Het principe aan de basis van DOLVPCB is zo eenvoudig als briljant: het elimineren van de materialen die moeilijk te verwijderen zijn, zoals glasvezel en epoxyhars, en vervangen ze door biologisch afbreekbare materialen. In het bijzonder wordt het substraat gemaakt met polyvinylalcohol (PVA), een oplosbaar plastic in water, terwijl de geleidende hellingen worden gecreëerd met vloeibaar metaal (een gallium en de Indiase competitie) die stroomt in 3D -geprinte kanalen.
Zodra het apparaat niet langer nodig is, dompel het dan gewoon in het water op: de PVA lost op, waardoor intacte elektronische componenten en vloeibare metalen druppels worden vrijgemaakt, klaar om te worden teruggewonnen en hergebruikt. Allemaal zonder het gebruik van giftige stoffen of complexe industriële processen.
Een van de grote voordelen van deze innovatie is de toegankelijkheid ervan. De onderzoekers maakten DOLVPCB met behulp van tools die voor iedereen beschikbaar zijn: een standaard 3D FDM -printer, PVA -filament online beschikbaar en vloeibaar metaal gemakkelijk te kopen. Er is geen industriële infrastructuur nodig, waardoor deze technologie ook geschikt is voor schoolworkshops, Fab Lab of Startup.
Bovendien is een open source -plug -in voor Freecad ontwikkeld, waarmee u traditionele circuits kunt omzetten in 3D -afdrukbare versies. Op deze manier kunnen hobbyisten, ingenieurs en ontwerpers onmiddellijk beginnen met experimenteren met deze technologie, zonder specifieke extra vaardigheden.
Tijdens de tests hebben de onderzoekers een circuit ondergedompeld voor de detectie van het magnetische veld in een kom met water. Bij kamertemperatuur vond de volledige oplossing plaats in ongeveer 36 uur, maar met agitatie en warmte is het proces teruggebracht tot minder dan een uur. De PVA werd vervolgens gedroogd, gemalen en hergebruikt om nieuwe filament te creëren voor 3D -printen.
De impact van het milieu is drastisch verminderd: de gegevens bevestigen het
Om de duurzaamheid van het milieu van DOLVPCB te evalueren, heeft het team een evaluatie van de levenscyclus (LCA) uitgevoerd door de nieuwe PCB’s te vergelijken met traditionele. De resultaten waren verrassend: de uitstoot van broeikasgassen zijn verminderd met een orde van grootte en de algehele impact op toxiciteit en het gebruik van fossiele brandstoffen is ingestort.
Bijna 98% van de in het proces gebruikte materialen werd hersteld voor een nieuw gebruik. Hoewel nog niet perfect, is het een enorme stap voorwaarts naar duurzame elektronica.
De onderzoekers beperkten zich niet tot theorie. Ze demonstreerden de effectiviteit van technologie door drie volledig functionerende apparaten te creëren:
Alle drie de apparaten werden na gebruik gemakkelijk gerecycled. Bovendien maakt het 3D -geprinte karakter van de circuits mogelijk om ze te integreren in gebogen of sculpturale objecten, waarbij de stijfheidslimieten van traditionele kaarten worden overwonnen.
Een van de meest innovatieve prototypes was een interactieve kubus met joystick en LED, volledig gedrukt in 3D, waarin de elektronica werd opgenomen in de structuur van het object zelf.
Ondanks de voordelen presenteert dissolvpcb ook enkele beperkingen. De gedrukte kanalen kunnen niet zo dun zijn als de gegraveerde koperen sporen, waardoor de kaarten omvangrijker worden. Dit betekent dat technologie op dit moment niet geschikt is voor compacte apparaten zoals smartphone of smartwatch.
Bovendien kan blootstelling aan vocht of water de werking ervan in gevaar brengen. Dit probleem kan echter worden opgelost met waterdichte beschermende schalen, zoals al gebeurt op veel elektronische apparaten.
Voor nu vertegenwoordigt DOLVPCB een ideale oplossing voor prototyping, onderwijs en kleine producties, maar met de evolutie van 3D -printen met hoge resolutie kan het de basis worden van de volgende generatie duurzame elektronische apparaten.
Het feit dat het project Open Source is, bevordert continue evolutie: andere onafhankelijke onderzoeksteams of makers kunnen helpen hun efficiëntie, precisie en schaalbaarheid te verbeteren.
Wil je ons nieuws niet verliezen?
U kunt ook geïnteresseerd zijn in:
