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2025-08-25 22:15:00
プロトタイプのエレクトロニクスは、リサイクルの時が来たときに水に溶けるポリマーから作ることができます
ZEYU YAN/メリーランド大学
Bluetoothスピーカーなどの電子機器は、数時間以内に水に溶ける材料から3Dプリントできます。これにより、設計者はプロトタイプを迅速に作成し、結果として生じる電子廃棄物のリサイクルを容易にし、より持続可能なバージョンの大量製造用コンシューマーエレクトロニクスを刺激することさえあります。
研究者は、現代の電子機器の重要なコンポーネントと配線を含む印刷回路基板に溶解可能な技術を実証しました。毎年、軍事戦闘機、自動車、医療機器、スマートフォン、および 安いおもちゃ。しかし、世界は、これらのデバイスのほんの一部を「非常にブルートフォースの方法」でリサイクルし、それらを細断して再利用可能な材料を抽出することによって、 Huaishu Peng メリーランド大学で。
Pengと彼の同僚は、水に溶けることができるポリマーであるポリビニルアルコールを使用して、3Dプリント可能な回路基板を設計しました。配線を形成するために、彼らはガリウムインディウム金属合金を液体の形で回路基板のチャネルに注入しました。そして、彼らは手動で電子コンポーネントをボード上に配置しました。 60°Cで1時間デバイスを乾燥させる前に、サーキットを密封するために追加のポリマー接着剤を塗布しました。
これらのボードを使用して、研究者はBluetoothスピーカー、フィジェットのおもちゃ、電子3本指のグリッパーの作業バージョンを組み立てました。少しの水が瞬時にそのようなデバイスを破壊することはありませんが、室温22°Cの水で36時間後、機械は溶解しました。
その後、研究者たちは、小さなビーズに分かれていた電子部品と液体金属のほとんどを簡単に選びました。水を蒸発させると、溶存ポリビニルアルコールの99％を回収することもできました。
このような溶解可能な回路基板は、設計者が電子機器のプロトタイプを迅速に構築およびテストしている場合に非常に便利です。これは、印刷された回路基板をリサイクルするのが難しいためです。 ジャスミン・ルー イリノイ州シカゴ大学で関連している 研究 回路基板の再利用について。 「電子機器でプロトタイプ化する場合、印刷回路板はe-wasteの大きなソースです」と彼女は言います。
2022 国連報告 このタイプの電子廃棄物のわずか17％をリサイクルしながら、600,000トンの使用済み回路基板を生成したアジアを示しました。ヨーロッパと北米は300,000トンの印刷回路基板を生成し、ヨーロッパはこの電子廃棄物の61％と北米の44％をリサイクルすることができました。
3Dプリンターを持っている人なら誰でも、この解散可能な電子機器アプローチを採用できるという事実は、他の持続可能な電子機器の取り組みと比較して特にユニークになります、とLuは言います。使用中、Pengは、デバイスを一時的な防水ケースでさらに保護できると示唆しています。
しかし、回路板の限られた耐久性により、現在、完成した電子製品の大量製造よりも、設計の迅速なプロトタイピングにより溶解性の電子機器が適しているとLu氏は述べています。
Pengと彼の同僚は、大量製造を除外していません。彼らは、これがどのように機能するかを探るためにサーキットボードの生産者に連絡しています。しかし今のところ、Pengは大学生が迅速なプロトタイピングと再利用のための技術を活用することを計画しています。
「通常、回路基板を作るために工場に外注する必要があります。それは出荷に数週間かかることがあります」と彼は言います。 「ここで何かをデザインし、30分以内に印刷してからサーキットがあります。それが機能していない場合は、新しいもののために水に溶けます。」
トピック：
#3Dプリントされた電子機器は迅速なリサイクルのために水に溶けます