PCB ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพียงพอหรือไม่?

PCB เป็นส่วนสำคัญของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชิ้น ด้วยการเพิ่มขึ้นของการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในทุกด้านของชีวิตของเราและเนื่องจากอายุขัยที่สั้นลง สิ่งหนึ่งที่ทำให้ปริมาณขยะอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มขึ้น ด้วยการพัฒนาอุตสาหกรรมเกิดใหม่ เช่น Internet of Things และการพัฒนาเทคโนโลยีช่วยเหลือผู้ขับขี่ขั้นสูงในภาคยานยนต์ การเติบโตนี้จะเร่งขึ้นเท่านั้น

ipcb

ทำไมขยะ PCB ถึงเป็นปัญหาจริง?

แม้ว่าการออกแบบ PCB จะสามารถใช้ได้เป็นเวลาหลายปี แต่ความจริงก็คือเครื่องมือขนาดเล็กเหล่านี้ที่ควบคุม PCB นั้นกำลังถูกแทนที่ด้วยความถี่ที่น่าตกใจ ดังนั้นปัญหาสำคัญที่เกิดขึ้นคือปัญหาการสลายตัวซึ่งนำไปสู่ปัญหาสิ่งแวดล้อมมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศที่พัฒนาแล้ว เนื่องจากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกทิ้งจำนวนมากถูกขนส่งไปยังหลุมฝังกลบ พวกมันจึงปล่อยสารพิษสู่สิ่งแวดล้อม เช่น:

ปรอท-อาจทำให้ไตและสมองเสียหายได้

รู้จักแคดเมียมทำให้เกิดมะเร็ง

สารตะกั่วทำให้สมองเสียหาย

สารหน่วงการติดไฟแบบโบรมีน (BFR) เป็นที่ทราบกันดีว่าส่งผลต่อการทำงานของฮอร์โมนในสตรี

เบริลเลียมเป็นที่รู้จักกันว่าก่อให้เกิดมะเร็ง

แม้ว่ากระดานจะถูกรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่แทนที่จะทิ้งลงในหลุมฝังกลบ กระบวนการรีไซเคิลนั้นอันตรายและอาจทำให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพได้ ปัญหาอีกประการหนึ่งคือเมื่ออุปกรณ์ของเรามีขนาดเล็กลงและเบาลง เป็นการยากที่จะแยกชิ้นส่วนเพื่อรีไซเคิลชิ้นส่วนที่รีไซเคิลได้ ก่อนที่จะถอนวัสดุรีไซเคิลใดๆ กาวและกาวที่ใช้ทั้งหมดจะต้องถูกลบออกด้วยตนเอง ดังนั้นกระบวนการนี้จึงลำบากมาก โดยปกติแล้ว นี่หมายถึงการจัดส่งบอร์ด PCB ไปยังประเทศที่พัฒนาน้อยกว่าด้วยค่าแรงที่ต่ำลง คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ (อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่กองอยู่ในหลุมฝังกลบหรือถูกนำกลับมาใช้ใหม่) คือ PCB ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งสามารถลดขยะอิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมาก

การแทนที่วัสดุที่เป็นพิษในปัจจุบันด้วยโลหะชั่วคราว (เช่น ทังสเตนหรือสังกะสี) เป็นก้าวสำคัญในทิศทางนี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการวิจัยวัสดุ Frederick Seitz ที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign ได้จัดทำ PCB ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ซึ่งจะสลายตัวเมื่อสัมผัสกับน้ำ PCB ทำจากวัสดุดังต่อไปนี้:

ส่วนประกอบนอกชั้นวางเชิงพาณิชย์

วางแมกนีเซียม

วางทังสเตน

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (Na-CMC) Substrate

ชั้นพันธะโพลีเอทิลีนออกไซด์ (PEO)

อันที่จริง PCB ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์ได้รับการพัฒนาโดยใช้คอมโพสิตชีวภาพที่ทำจากเส้นใยเซลลูโลสธรรมชาติที่สกัดจากก้านกล้วยและกลูเตนจากข้าวสาลี วัสดุคอมโพสิตชีวภาพไม่มีสารเคมี PCB ชั่วคราวที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหล่านี้มีคุณสมบัติคล้ายกับ PCB ทั่วไป PCB ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพบางชนิดได้รับการพัฒนาโดยใช้ขนไก่และเส้นใยแก้ว

โพลีเมอร์ชีวภาพ เช่น คาร์โบไฮเดรตและโปรตีนสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ แต่ทรัพยากรธรรมชาติที่พวกเขาต้องการ (เช่น ดินและน้ำ) กำลังขาดแคลน ไบโอโพลีเมอร์ที่หมุนเวียนได้และยั่งยืนยังสามารถหาได้จากของเสียทางการเกษตร (เช่น เส้นใยกล้วย) ซึ่งสกัดจากลำต้นพืช ผลพลอยได้ทางการเกษตรเหล่านี้สามารถนำมาใช้เพื่อพัฒนาวัสดุคอมโพสิตที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์

คณะกรรมการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมเชื่อถือได้หรือไม่?

โดยปกติ คำว่า “การปกป้องสิ่งแวดล้อม” จะทำให้ผู้คนนึกถึงภาพของผลิตภัณฑ์ที่บอบบาง ซึ่งไม่ใช่คุณลักษณะที่เราต้องการเชื่อมโยงกับ PCB ข้อกังวลบางประการของเราเกี่ยวกับบอร์ด PCB สีเขียว ได้แก่:

คุณสมบัติทางกล-ความจริงที่ว่าบอร์ดที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมทำจากเส้นใยกล้วยทำให้เราคิดว่ากระดานอาจเปราะบางเหมือนใบไม้ แต่ความจริงก็คือนักวิจัยกำลังรวมวัสดุตั้งต้นเข้าด้วยกันเพื่อสร้างแผ่นกระดานที่มีความแข็งแรงเทียบเท่ากับแผ่นกระดานทั่วไป

ประสิทธิภาพการระบายความร้อน-PCB ต้องมีสมรรถนะในการระบายความร้อนที่ดีเยี่ยมและไม่ติดไฟง่าย เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าวัสดุชีวภาพมีเกณฑ์อุณหภูมิที่ต่ำกว่า ดังนั้นในแง่หนึ่ง ความกลัวนี้มีรากฐานมาอย่างดี อย่างไรก็ตาม การบัดกรีที่อุณหภูมิต่ำสามารถช่วยหลีกเลี่ยงปัญหานี้ได้

ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก-นี่คือพื้นที่ที่ประสิทธิภาพของบอร์ดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหมือนกับบอร์ดทั่วไป ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกที่ได้จากเพลตเหล่านี้อยู่ในช่วงที่กำหนด

ประสิทธิภาพการทำงานภายใต้สภาวะที่รุนแรง-หาก PCB ของวัสดุคอมโพสิตชีวภาพสัมผัสกับความชื้นสูงหรืออุณหภูมิสูง จะไม่สังเกตการเบี่ยงเบนของเอาต์พุต

วัสดุคอมโพสิตชีวภาพที่กระจายความร้อนสามารถแผ่ความร้อนได้มาก ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับ PCBs

เนื่องจากการใช้ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นที่แพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ ขยะอิเล็กทรอนิกส์จะยังคงเติบโตในระดับที่น่าตกใจ อย่างไรก็ตาม ข่าวดีก็คือด้วยการพัฒนาการวิจัยทางเลือกในการปกป้องสิ่งแวดล้อมต่อไป กระดานสีเขียวจะกลายเป็นความจริงในเชิงพาณิชย์ ซึ่งจะช่วยลดปัญหาขยะอิเล็กทรอนิกส์และการรีไซเคิลอิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่เรากำลังต่อสู้กับขยะอิเล็กทรอนิกส์ในอดีตและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบัน ก็ถึงเวลาแล้วที่เราจะมองไปในอนาคตและสร้างความมั่นใจว่าจะมีการใช้ PCB ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างแพร่หลาย