Электронные отходы достигли 62 миллиардов килограммов, удвоившись за последние 12 лет. Большинство традиционных плат на основе термореактивных смол, таких как эпоксидный ламинат со стеклотканью, силикон или эпоксидные смолы, не подлежат переработке. Они становятся постоянно жесткими после отверждения. Лишь малая часть материалов, вроде золотых электродов, извлекается с помощью сильных кислот; основная масса оказывается на свалках.
Ответом стала революционная печатная плата. Ее основа — витример, особый полимер. При комнатной температуре он прочен и долговечен, но при нагреве становится пластичным. Реометр показал: после деформации в 1% материал полностью восстанавливается при температурах от 170 °C до 200 °C. Это свойство позволяет переконфигурировать и ремонтировать плату многократно.
Ключевая инновация — внедрение капель жидкого металла в витример. Концентрация всего 5% по объему обеспечивает высокую электропроводность, заменяя жесткие металлические дорожки. Универсальная испытательная машина зафиксировала: добавка жидкого металла удваивает деформацию при разрыве по сравнению с чистым витримером.
Полученный композит уникален. Он выдерживает серьезные повреждения, сильные деформации и термально запускаемые изменения формы, сохраняя функциональность. При нагреве повреждения затягиваются, а саму плату можно радикально переделать под новые задачи. По окончании срока службы материалы легко разделяются и возвращаются в производственный цикл.
«Современные печатные платы просто не способны на такое, — подчеркивает Майкл Бартлетт, доцент кафедры машиностроения Виргинского политехнического института и соавтор исследования. — Наш материал кардинально отличается от обычных электронных композитов». Он сочетает прочность и химическую стойкость термореактивных полимеров с перерабатываемостью термопластов.
Джош Ворч, доцент кафедры химии Виргинского политехнического института и соавтор работы, объясняет механизм: «Жидкий металл создает проводящие пути внутри витримера. При нагреве полимерная сеть перестраивается, затягивая разрывы и позволяя придать плате новую форму без потери проводимости». Исследование опубликовано 1 июня в журнале Advanced Materials.
Эта технология — важный шаг к экономике замкнутого цикла для базовых электронных материалов. Фокус — на устройствах массового потребления: смартфонах, ноутбуках, носимой электронике, телевизорах. Хотя для полного извлечения всех компонентов потребуется дополнительная проработка, витримерные платы предлагают радикальное решение проблемы нерециклируемого мусора.
Изображение носит иллюстративный характер
Ответом стала революционная печатная плата. Ее основа — витример, особый полимер. При комнатной температуре он прочен и долговечен, но при нагреве становится пластичным. Реометр показал: после деформации в 1% материал полностью восстанавливается при температурах от 170 °C до 200 °C. Это свойство позволяет переконфигурировать и ремонтировать плату многократно.
Ключевая инновация — внедрение капель жидкого металла в витример. Концентрация всего 5% по объему обеспечивает высокую электропроводность, заменяя жесткие металлические дорожки. Универсальная испытательная машина зафиксировала: добавка жидкого металла удваивает деформацию при разрыве по сравнению с чистым витримером.
Полученный композит уникален. Он выдерживает серьезные повреждения, сильные деформации и термально запускаемые изменения формы, сохраняя функциональность. При нагреве повреждения затягиваются, а саму плату можно радикально переделать под новые задачи. По окончании срока службы материалы легко разделяются и возвращаются в производственный цикл.
«Современные печатные платы просто не способны на такое, — подчеркивает Майкл Бартлетт, доцент кафедры машиностроения Виргинского политехнического института и соавтор исследования. — Наш материал кардинально отличается от обычных электронных композитов». Он сочетает прочность и химическую стойкость термореактивных полимеров с перерабатываемостью термопластов.
Джош Ворч, доцент кафедры химии Виргинского политехнического института и соавтор работы, объясняет механизм: «Жидкий металл создает проводящие пути внутри витримера. При нагреве полимерная сеть перестраивается, затягивая разрывы и позволяя придать плате новую форму без потери проводимости». Исследование опубликовано 1 июня в журнале Advanced Materials.
Эта технология — важный шаг к экономике замкнутого цикла для базовых электронных материалов. Фокус — на устройствах массового потребления: смартфонах, ноутбуках, носимой электронике, телевизорах. Хотя для полного извлечения всех компонентов потребуется дополнительная проработка, витримерные платы предлагают радикальное решение проблемы нерециклируемого мусора.
