手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品的升级换代和故障，导致许多废弃产品进了垃圾桶，因数量庞大它们甚至有了专属名字——电子垃圾。近日一项发表于《先进材料》的研究，为电子垃圾问题供了一种潜在解决方案。他们研发了一种可回收材料，使电子产品更易分解和再利用。
根据联合国2024年发布的一份报告，在过去12年中，全球电子垃圾量几乎翻了一番，从340亿公斤增加到620亿公斤，相当于155万辆集装箱卡车容量，预计到2030年全球电子垃圾量将达到820亿公斤。
然而，根据报告预估，只有138亿公斤，即约占总量20%的电子垃圾将被回收，预计这一数字将保持不变。这表明，人们扔掉的电子产品越来越多，而回收率跟不上。
为了解决上述问题，美国弗吉尼亚理工大学的副教授Michael Bartlett团队和该校助理教授Josh Worch团队创造了一类可回收、导电性好、可重新配置，并且能在损坏后自我修复的新型电路材料。同时，该材料保留了传统电路塑料板的强度和耐用性。很少有单一材料能同时具备这些特性。
上述团队研发的新材料基于“类玻璃高分子”，即Vitrimer材料。这是一种可以重塑和回收的动态聚合物。研究团队将这种多用途材料与液态金属液滴结合。后者起载流作用，就像刚性金属在传统电路中所起的作用。通过将高性能、适应性强的聚合物与导电液态金属相结合，新电路材料在许多条件下都能保持稳定。
“我们研发的材料不同于传统电子复合材料，其制成的电路板非常有韧性，功能强大。即使在机械变形或损坏的情况下仍然可以工作。”Bartlett说。
在回收方面，传统电路板涉及几个能源密集型的解构步骤，会产生大量废物并浪费掉价值数十亿美元的贵重金属部件。而研究团队的新材料电路板回收不仅简单，还可通过多种方式完成。该新型材料电路板可以在使用寿命结束时通过碱性水解进行解构，从而回收液态金属和LED等关键部件。
“传统的电路板是由永久性热固性材料制成的，很难回收。”Worch说，“而我们的动态复合材料因加热而损坏后，可以进行修复或重塑，电气性能也不会受到影响。现代电路板根本无法做到这一点。”
虽然电子垃圾的产生无法避免，但该研究朝着让更多电子产品走出垃圾填埋场这一方向迈出了关键一步。
相关论文信息：10.1002/adma.202501341
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