Czy biodegradowalny PCB jest wystarczająco przyjazny dla środowiska?

PCB jest integralną częścią każdego produktu elektronicznego. Wraz ze wzrostem wykorzystania gadżetów elektronicznych we wszystkich aspektach naszego życia oraz ze względu na skrócenie ich żywotności, jedno to wzrost ilości e-odpadów. Wraz z rozwojem wschodzących branż, takich jak Internet Rzeczy i energicznym rozwojem zaawansowanych technologii wspomagania kierowcy w sektorze motoryzacyjnym, wzrost ten będzie tylko przyspieszał.

ipcb

Dlaczego odpady PCB to prawdziwy problem?

Chociaż projekty PCB mogą być używane przez wiele lat, faktem jest, że te małe narzędzia, w których dominują PCB, są wymieniane z alarmującą częstotliwością. Dlatego kluczową kwestią, która się pojawia, jest problem rozkładu, który prowadzi do wielu problemów środowiskowych. Zwłaszcza w krajach rozwiniętych, ponieważ duża liczba wyrzucanych produktów elektronicznych trafia na wysypiska, uwalniają one do środowiska toksyczne substancje, takie jak:

Rtęć – może powodować uszkodzenie nerek i mózgu.

Wiadomo, że kadm powoduje raka.

Ołów, o którym wiadomo, że powoduje uszkodzenie mózgu

Bromowane środki zmniejszające palność (BFR), o których wiadomo, że wpływają na funkcje hormonalne kobiet.

Wiadomo, że beryl powoduje raka

Nawet jeśli tektura jest poddawana recyklingowi i ponownie używana, zamiast wyrzucać ją na wysypisko, proces recyklingu jest niebezpieczny i może powodować zagrożenie dla zdrowia. Innym problemem jest to, że ponieważ nasz sprzęt staje się mniejszy i lżejszy, trudno jest go rozebrać w celu recyklingu części nadających się do recyklingu. Przed wycofaniem jakichkolwiek materiałów nadających się do recyklingu, wszystkie użyte kleje i spoiwa należy usunąć ręcznie. Dlatego proces jest bardzo pracochłonny. Zwykle oznacza to wysyłkę płytek PCB do mniej rozwiniętych krajów przy niższych kosztach pracy. Odpowiedzią na te pytania (sprzęt elektroniczny gromadzony na wysypiskach lub poddawany recyklingowi) jest oczywiście biodegradowalny PCB, który może znacznie ograniczyć e-odpady.

Zastąpienie obecnych materiałów toksycznych metalami przejściowymi (takimi jak wolfram lub cynk) jest dużym krokiem w tym kierunku. Zespół naukowców z Laboratorium Badań Materiałów Fredericka Seitza na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign postanowił stworzyć w pełni funkcjonalną płytkę drukowaną, która rozkłada się pod wpływem wody. Płytka PCB wykonana jest z następujących materiałów:

Komercyjne gotowe komponenty

Pasta magnezowa

Pasta wolframowa

Substrat karboksymetylocelulozy sodowej (Na-CMC)

Warstwa wiążąca tlenku polietylenu (PEO)

W rzeczywistości w pełni biodegradowalne PCB zostały opracowane przy użyciu biokompozytów wykonanych z naturalnych włókien celulozowych wyekstrahowanych z łodyg bananów i glutenu pszennego. Materiał biokompozytowy nie zawiera substancji chemicznych. Te biodegradowalne przejściowe PCB mają podobne właściwości do konwencjonalnych PCB. Niektóre biodegradowalne PCB zostały również opracowane przy użyciu piór kurzych i włókien szklanych.

Biopolimery, takie jak węglowodany i białka, ulegają biodegradacji, ale zasoby naturalne, których potrzebują (takie jak ziemia i woda) stają się coraz rzadsze. Odnawialne i zrównoważone biopolimery można również uzyskać z odpadów rolniczych (takich jak włókno bananowe), które są pozyskiwane z łodyg roślin. Te rolnicze produkty uboczne można wykorzystać do opracowania całkowicie biodegradowalnych materiałów kompozytowych.

Czy rada ochrony środowiska jest niezawodna?

Zwykle określenie „ochrona środowiska” przywodzi na myśl wizerunek produktów kruchych, co nie jest atrybutem, który chcemy kojarzyć z PCB. Niektóre z naszych obaw dotyczących zielonych płytek PCB obejmują:

Właściwości mechaniczne – Fakt, że deski przyjazne dla środowiska wykonane są z włókna bananowego każe nam sądzić, że deski mogą być tak kruche jak liście. Ale faktem jest, że naukowcy łączą materiały podłoża, aby stworzyć deski, które są porównywalne pod względem wytrzymałości do konwencjonalnych desek.

Wydajność termiczna – PCB musi mieć doskonałą wydajność termiczną i niełatwo zapalić się. Wiadomo, że materiały biologiczne mają niższy próg temperatury, więc w pewnym sensie ta obawa jest uzasadniona. Jednak lut niskotemperaturowy może pomóc w uniknięciu tego problemu.

Stała dielektryczna – jest to obszar, w którym właściwości biodegradowalnej tektury są takie same jak w przypadku tradycyjnej tektury. Stałe dielektryczne osiągane przez te płytki dobrze mieszczą się w wymaganym zakresie.

Wydajność w ekstremalnych warunkach — jeśli płytka PCB materiału biokompozytowego jest wystawiona na działanie wysokiej wilgotności lub wysokiej temperatury, odchylenie wyjściowe nie zostanie zaobserwowane.

Rozpraszanie ciepła – materiały biokompozytowe mogą emitować dużo ciepła, co jest wymaganą cechą PCB.

Ponieważ korzystanie z produktów elektronicznych staje się coraz bardziej powszechne, ilość odpadów elektronicznych będzie nadal rosnąć w alarmującym stopniu. Jednak dobrą wiadomością jest to, że wraz z dalszym rozwojem badań nad opcjami ochrony środowiska zielone tablice staną się komercyjną rzeczywistością, zmniejszając tym samym problemy związane z e-odpadami i e-recyklingiem. Podczas gdy borykamy się z przeszłymi e-śmieciami i obecnym sprzętem elektronicznym, nadszedł czas, abyśmy spojrzeli w przyszłość i zapewnili szerokie zastosowanie biodegradowalnych PCB.