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科技日報實習記者?張佳欣
隨著時間的推移，電子垃圾問題會變得更嚴重。最近，美國能源部勞倫斯·伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校的一個研究團隊提出了一種潛在的解決方案：一種能夠完全回收的、可生物降解的打印電路。他們在《先進材料》雜志上報告了這種新設(shè)備，這一進步可讓垃圾填埋場中的可穿戴設(shè)備和其他柔性電子產(chǎn)品分流，并減輕重金屬廢物對健康和環(huán)境的危害。
在此前的一項發(fā)表于《自然》雜志的研究中，研究團隊發(fā)現(xiàn)，將洋蔥伯克霍爾德氏菌脂肪酶（BC—脂肪酶）等純化酶嵌入塑料材料中，可加速其降解。而此次，研究團隊用的不是昂貴的純化酶，而是更便宜的、現(xiàn)成的BC—脂肪酶“混合物”。這大大降低了成本，有助于電路的大規(guī)模生產(chǎn)。
研究人員展示可生物降解的打印電路。 圖片來源：瑪麗蓮·薩金特/伯克利實驗室
研究人員開發(fā)出一種可打印的“導電墨水”，該墨水由可生物降解的聚酯黏合劑、銀片或炭黑等導電填料和市售的酶混合物組成。墨水的導電性來自銀或炭黑顆粒，可生物降解的聚酯黏合劑充當膠水。
研究人員用一臺帶有導電墨水的3D打印機，在硬質(zhì)可生物降解塑料、柔性可生物降解塑料和布料等各種表面上打印電路圖案，證明了墨水可附著在各種材料上。墨水干燥后，就會形成集成電路裝置。
為了測試其保質(zhì)期和耐用性，研究人員在沒有控制濕度或溫度的情況下，將一個打印電路在實驗室存儲了7個月，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該電路的導電性與存儲前一樣好。
他們將電路浸入溫水中，以測試其可回收性。在72小時內(nèi)，電路材料降解為銀顆粒，與聚合物黏合劑完全分離，聚合物分解成可重復使用的單體。研究人員無需額外處理即可輕松回收金屬，到實驗結(jié)束時，他們確定大約94%的銀顆粒可回收和重復使用。
該電路在運行30天后仍可降解，表明這些酶仍然活躍。這歸因于添加了一種酶保護劑。
研究人員表示，該電路或可作為瞬態(tài)電子設(shè)備中使用的一次性塑料的可持續(xù)替代品，例如，生物醫(yī)學植入物或環(huán)境傳感器之類的設(shè)備，會在一段時間內(nèi)分解。
關(guān)鍵詞： 生物降解 電子產(chǎn)品
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