Учени демонстрираха нова технология за рециклиране на нанопроводници

14.10.2021, Иновации / Отпадъци

  • Учени демонстрираха нова технология за рециклиране на нанопроводници

Иновации

 

Учени от Щатския университет в Северна Каролина демонстрираха нискобюджетна технология за възстановяване и повторно използване на нанопроводници от електронни устройства, достигнали края на експлоатационния си живот. Проучването е крачка напред към по-устойчивото електронно производство.

"Има огромен интерес към рециклирането на тези материали, тъй като искаме да редуцираме количеството електронни отпадъци, но и максимално да оползотворим редките и скъпи метали", коментира Юшин Лиу, първи автор на статия, посветена на проучването и докторант в Щатския университет в Северна Каролина. "Демонстрирахме подход, който ни позволява да рециклираме нанопроводници, но смятаме, че приложимостта му може да бъде разширена и за други наноматериали, включително такива, съдържащи благородни и редкоземни елементи".


› Реклама




"Технологията ни се различава от конвенционалното рециклиране", казва Йонг Жу, съавтор на научната публикация и професор по механо- и авиационно инженерство. "Рециклирането на една стъклена бутилка например изисква цялостното й разтопяване за създаването на нов стъклен предмет. При нашия подход мрежа от сребърни нанопроводници се сепарира от останалите материали, използвани за производството на електронното устройство. След това проводниците от тази мрежа се разделят един от друг в разтвор. Впоследствие те могат да се използват за изработката на нова мрежа и инкорпорирането й в нов сензор или други устройства."

Новата технология за рециклиране обхваща целия жизнен цикъл на едно устройство. Първата стъпка е проектирането на устройства, използвайки полимери, които са разтворими в разтворители, които няма да разтворят и нанопроводниците. След като употребата на устройството приключи, полимерната матрица, съдържаща сребърните нанопроводници, се разтваря. След това мрежата от нанопроводници се поставя в отделен разтворител и се излага на ултразвук. По този начин нанопроводниците се разделят един от друг.



При демонстрация с цел изпитване на концепцията изследователите създават носим сензор, който следи здравните показатели на пациентите. Сензорът се състои от сребърни нанопроводникови мрежи, интегрирани в полимерен материал. Учените тестват сензорите, за да са сигурни, че те са напълно функционални. След като се използват веднъж, тези сензори обикновено се изхвърлят.

Изследователите обаче разтварят полимера във вода, отделят нанопроводниковата мрежа, разделят я на отделни нанопроводници, които впоследствие използват за създаването на чисто нов носим сензор. Въпреки че след всеки жизнен цикъл се наблюдава минимално влошаване на параметрите на нанопроводниковата мрежа, учените установяват, че тя може да бъде рециклирана четирикратно, без това да влияе на експлоатационните характеристики на сензора. След четири жизнени цикъла, свойствата на нанопроводниковата мрежа могат да бъдат оптимизирани чрез добавянето на нови сребърни проводници.

"Нашият подход позволява много по-пълно оползотворяване на проводниците. Дори и след многократно рециклиране, когато те вече не могат да бъдат употребени повторно, все още можем да ги използваме като суровина за конвенционално рециклиране. Количеството на отпадъците се редуцира в значителен размер", обяснява Жу.


 

Ключово за процеса на рециклиране е намирането на разтворител с ниско повърхностно напрежение за разрушаването на нанопроводниковата мрежа. "Ниското повърхностно напрежение е важно, защото улеснява навлизането на разтворителя в тесните пространства между нанопроводниците в мрежата, което спомага за разрушаването й", казва Лиу.

Учените установяват, че е важно и намирането на баланс по отношение на продължителността на прилагане на ултразвука. Ако той се приложи прекалено продължително, нанопроводниците могат да се счупят. Ако пък не се приложи за достатъчно дълго време, могат да останат неразрушени участъци от мрежата.

"Подходът, който демонстрираме, е подходящ за рециклиране на всякакви наноматериали – наночастици, въглеродни нанотръбички, други видове нанопроводници и двуизмерни материали, стига те да са използвани под формата на мрежа", обобщава Жу.

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

Биоразградими и компостируеми пластмасиТехнически статии

Биоразградими и компостируеми пластмаси

Въпреки че биоразградимите и компостируемите пластмаси на практика са рециклируеми, в момента те не се рециклират до нови пластмасови материали. Те по-скоро се третират като примес при рециклирането на конвенционални пластмаси, в случай че са събрани съвместно.

Предлагат обособяването на нова категория батерии за улеснено събиране и рециклиранеБизнес

Предлагат обособяването на нова категория батерии за улеснено събиране и рециклиране

Към момента, поради техническото развитие и намаляването на цената на все по-универсалните литиеви батерии не е сигурно колко на брой нови леки електрически средства ще се появят на пазара през идните години. Потенциално значителният обем отпадъци, очакван за в бъдеще, може да окаже въздействие върху етапите на събиране и рециклиране на тези батерии.

Нова технология обещава напредък в рециклирането на текстилИновации

Нова технология обещава напредък в рециклирането на текстил

Успехът на проекта се затвърждава при тъкането на плата, което преминава безпроблемно, както и от крайния продукт – хавлиена кърпа, чието качество почти не се различава от това на кърпа, произведена от първични суровинни материали.

Австралийски учени оптимизират рециклирането на въглеродни влакнаИновации

Австралийски учени оптимизират рециклирането на въглеродни влакна

Новоразработеният метод има два етапа: пиролиза, при която материалът се разгражда и овъглява, което предотвратява формирането на здрава връзка с полимерната матрица; високотемпературно окисление, насочено към елиминиране на въглена.

Как се отразява пандемията върху сектор Отпадъци в Европа?Технически статии

Как се отразява пандемията върху сектор Отпадъци в Европа?

Съгласно насоките на Световната здравна организация и други здравни институции отпадъците от заразени с COVID-19 лица, карантинирани у дома, трябва да се смятат за опасни (инфекциозни) и да се обезвреждат като такива. На практика обаче в много европейски държави от местните власти се изисква тези отпадъци да се третират като смесени битови отпадъци, за които се прилагат специфични мерки за безопасност при събирането им.

Последно поколение машини за рециклиране и системи за мониторинг на качеството на въздуха на seeSUSTAINtec 2020Фирмени статии

Последно поколение машини за рециклиране и системи за мониторинг на качеството на въздуха на seeSUSTAINtec 2020

seeSUSTAINtec ще покаже, че устойчивите решения могат да бъдат както успешен бизнес, така и възвръщаема инвестиция за индустрията, общините и домакинствата. През 2019 г. събитието беше посетено от специалисти от 11 държави (21% от чужбина и 79% от България) и организаторите очакват тази година ръст на бизнес ориентирани посетители.

Рециклиране на строителни отпадъциТехнически статии

Рециклиране на строителни отпадъци

При стартирането на рециклиране на строителни отпадъци обикновено се започва с тези, за които вече съществуват вторични пазари. В много случаи това е инертната фракция, но в някои държави членки това са металите или дървесината.


 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание Екология & Инфраструктура. TLL Media © 2021 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top