PCB بخشی جدایی ناپذیر از هر محصول الکترونیکی است. با افزایش استفاده از گجت های الکترونیکی در تمام جنبه های زندگی ما و با توجه به کوتاه شدن عمر آنها، یک چیز افزایش حجم زباله های الکترونیکی است. با توسعه صنایع نوظهور مانند اینترنت اشیا و توسعه شدید فناوری های پیشرفته کمک راننده در بخش خودرو، این رشد تنها شتاب خواهد گرفت.

چرا زباله های PCB یک مشکل واقعی است؟

اگرچه طرح‌های PCB را می‌توان برای سال‌ها مورد استفاده قرار داد، اما واقعیت این است که این ابزارهای کوچکی که PCB بر آنها غالب است، با فرکانس هشدار دهنده جایگزین می‌شوند. بنابراین، یک مسئله کلیدی که مطرح می شود، مشکل تجزیه است که منجر به مشکلات زیست محیطی بسیاری می شود. به ویژه در کشورهای توسعه یافته، به دلیل اینکه تعداد زیادی از محصولات الکترونیکی دور ریخته شده به محل های دفن زباله منتقل می شوند، مواد سمی را در محیط آزاد می کنند، مانند:

جیوه – ممکن است باعث آسیب کلیه و مغز شود.

کادمیوم عامل سرطان شناخته شده است.

سرب که باعث آسیب مغزی می شود

بازدارنده های شعله بروم دار (BFR) که بر عملکرد هورمونی زنان تأثیر می گذارد.

بریلیم که عامل سرطان شناخته شده است

حتی اگر تخته به جای انداختن آن در محل دفن زباله بازیافت و مورد استفاده مجدد قرار گیرد، فرآیند بازیافت خطرناک است و می تواند برای سلامتی خطرات ایجاد کند. مشکل دیگر این است که وقتی تجهیزات ما کوچکتر و سبکتر می شوند، جدا کردن آنها برای بازیافت قطعات قابل بازیافت کاری دشوار است. قبل از برداشتن هرگونه مواد قابل بازیافت، تمام چسب ها و چسب های استفاده شده باید به صورت دستی حذف شوند. بنابراین، فرآیند بسیار پر زحمت است. معمولاً این به معنای ارسال بردهای PCB به کشورهای کمتر توسعه یافته با هزینه نیروی کار کمتر است. پاسخ به این سؤالات (تجهیزات الکترونیکی که در محل های دفن زباله انباشته شده اند یا بازیافت می شوند) آشکارا PCB زیست تخریب پذیر است که می تواند زباله های الکترونیکی را تا حد زیادی کاهش دهد.

جایگزینی مواد سمی فعلی با فلزات گذرا (مانند تنگستن یا روی) گام بزرگی در این مسیر است. تیمی از دانشمندان در آزمایشگاه تحقیقاتی مواد فردریک سیتز در دانشگاه ایلینویز در Urbana-Champaign تصمیم گرفته اند یک PCB کاملاً کاربردی بسازند که وقتی در معرض آب قرار می گیرد تجزیه می شود. PCB از مواد زیر ساخته شده است:

اجزای تجاری خارج از قفسه

خمیر منیزیم

خمیر تنگستن

سوبسترای سدیم کربوکسی متیل سلولز (Na-CMC).

لایه پیوند پلی اتیلن اکسید (PEO).

در واقع، PCB های کاملاً زیست تخریب پذیر با استفاده از بیوکامپوزیت های ساخته شده از الیاف سلولز طبیعی استخراج شده از ساقه موز و گلوتن گندم ساخته شده اند. ماده بیوکامپوزیت حاوی مواد شیمیایی نیست. این PCB های گذرا زیست تخریب پذیر دارای خواص مشابه PCB های معمولی هستند. برخی PCBهای زیست تخریب پذیر نیز با استفاده از پر مرغ و الیاف شیشه ساخته شده اند.

پلیمرهای زیستی مانند کربوهیدرات ها و پروتئین ها زیست تخریب پذیر هستند، اما منابع طبیعی مورد نیاز آنها (مانند زمین و آب) در حال کمیاب شدن است. بیوپلیمرهای تجدیدپذیر و پایدار را می توان از ضایعات کشاورزی (مانند الیاف موز) که از ساقه گیاهان استخراج می شود نیز به دست آورد. از این محصولات جانبی کشاورزی می توان برای تولید مواد کامپوزیتی کاملاً زیست تخریب پذیر استفاده کرد.

آیا برد حفاظت از محیط زیست قابل اعتماد است؟

معمولاً، اصطلاح “حفاظت از محیط زیست” تصویر محصولات شکننده را به مردم یادآوری می کند، که این ویژگی ای نیست که ما می خواهیم با PCB ها مرتبط کنیم. برخی از نگرانی های ما در مورد بردهای PCB سبز عبارتند از:

خواص مکانیکی – این واقعیت که تخته های دوستدار محیط زیست از الیاف موز ساخته شده اند باعث می شود فکر کنیم که تخته ها ممکن است به اندازه برگ شکننده باشند. اما واقعیت این است که محققان در حال ترکیب مواد بستر برای ساخت تخته هایی هستند که از نظر استحکام با تخته های معمولی قابل مقایسه هستند.

عملکرد حرارتی- PCB باید در عملکرد حرارتی عالی باشد و آتش گرفتن آن آسان نباشد. مشخص است که مواد بیولوژیکی آستانه دمای پایین تری دارند، بنابراین به یک معنا، این ترس کاملاً موجه است. با این حال، لحیم کاری با دمای پایین می تواند به جلوگیری از این مشکل کمک کند.

ثابت دی الکتریک – این ناحیه ای است که عملکرد برد زیست تخریب پذیر مانند برد سنتی است. ثابت دی الکتریک به دست آمده توسط این صفحات به خوبی در محدوده مورد نیاز است.

عملکرد در شرایط شدید – اگر PCB ماده بیوکامپوزیت در معرض رطوبت یا دمای بالا قرار گیرد، انحراف خروجی مشاهده نخواهد شد.

مواد بیوکامپوزیت اتلاف گرما می توانند گرمای زیادی را ساطع کنند، که مشخصه مورد نیاز PCBها است.

با گسترش روزافزون استفاده از محصولات الکترونیکی، ضایعات الکترونیکی تا حد نگران کننده ای به رشد خود ادامه خواهند داد. با این حال، خبر خوب این است که با توسعه بیشتر تحقیقات در مورد گزینه‌های حفاظت از محیط زیست، تابلوهای سبز به یک واقعیت تجاری تبدیل می‌شوند و در نتیجه مشکلات مربوط به زباله‌های الکترونیکی و بازیافت الکترونیکی را کاهش می‌دهند. در حالی که ما با زباله های الکترونیکی گذشته و تجهیزات الکترونیکی فعلی مبارزه می کنیم، زمان آن فرا رسیده است که به آینده نگاه کنیم و از استفاده گسترده از PCB های زیست تخریب پذیر اطمینان حاصل کنیم.