Naukowcy z USA i Korei opracowali nowy rodzaj tuszu do druku 3D, który może zrewolucjonizować sposób tworzenia obwodów elektrycznych. Innowacyjny materiał pozwala na produkcję struktur, które są nie tylko łatwe do recyklingu, ale też nie wymagają do ich wytworzenia ciepła, światła ani toksycznych chemikaliów. Nie dość, że będziemy w stanie łatwiej recyklingować elektrośmieci, to w dodatku ów proces nie będzie nas kosztować sporo energii.
Wyniki badań w Nature Communications wskazują, że owa metoda może odegrać kluczową rolę w przyszłości produkcji i redukcji elektronicznych śmieci w obiegu. W tradycyjnym druku 3D, materiały takie jak filamenty czy żywice muszą być poddane działaniu wysokiej temperatury, światła UV lub ciśnienia, aby uzyskać pożądaną sztywność i kształt. Proces ten jest zazwyczaj energochłonny i wiąże się z użyciem substancji, które mogą być szkodliwe dla środowiska. Nowo opracowana metoda opiera się na użyciu polimeru o nazwie poli(N-izopropyloakrylamid) (lub w skrócie: PNIPAM), który jest nietoksyczny i powszechnie stosowany w przemyśle farmaceutycznym.
PNIPAM ma wyjątkową właściwość: w obecności słonej wody o temperaturze pokojowej natychmiast twardnieje. W ramach badań naukowcy wykorzystali medyczną drukarkę 3D do wytłaczania tego polimeru w roztworze chlorku wapnia, co pozwoliło na tworzenie nawet bardzo skomplikowanych struktur o zdolności przewodzenia prądu. Przykładem zastosowania tej technologii było zbudowanie obwodu elektrycznego, który po połączeniu z nanorurkami węglowymi zasilił małą żarówkę. Jeżeli technologia zostanie dostatecznie rozwinięta, być może będziemy w stanie tworzyć nawet bardziej skomplikowane struktury na wzór tych, z których korzystamy obecnie w urządzeniach wokół nas. To kusząca perspektywa.
Co istotne, struktury wykonane z PNIPAM można łatwo zrecyklingować. Wystarczy rozpuścić je w zwykłej wodzie, a następnie odparować ją w temperaturze 70°C, aby przywrócić polimer do stanu pierwotnego i ponownie go wykorzystać. Cały proces jest prosty i intuicyjny, nie wymaga użycia specjalistycznego sprzętu ani nie wiąże się z koniecznością stosowania szkodliwych chemikaliów. Tym samym, mógłby zostać wdrożony nawet na poziomie najzwyklejszych oczyszczalni, które już na "punktach styku" z użytkownikami niepotrzebnych sprzętów mogłyby odzyskiwać ów polimer.
Naukowcy uważają, że dzięki tej technologii możliwe jest obecnie tworzenie jednorazowych elementów elektronicznych oraz prototypów w sposób szybki i przyjazny dla środowiska. To szczególnie istotne w kontekście rosnącego problemu odpadów elektronicznych — wcześniej nie byliśmy w stanie pozbywać się ich w sposób tak prosty i niewymagający chemikaliów lub skomplikowanych procesów. Na razie możemy zadowolić się prototypami i jednorazowymi urządzeniami. W przyszłości najpewniej będziemy w stanie osiągnąć tutaj nieco więcej. Chociaż trzeba przyznać, że rozpuszczalność obwodów w słodkiej wodzie jest odrobinę... niepokojąca.
Jednak coś za coś. Opracowaliśmy rozwiązanie, które w przyszłości może nam się bardzo przydać. Tym bardziej, że Ziemia powoli staje się jednym, wielkim wysypiskiem odpadów. Ogromna ich część to właśnie niepotrzebna już nikomu elektronika. Szybki postęp jest wrogiem długowieczności używanych przez nas urządzeń.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
