安博电竞安博电竞“00 后 ”章之涵,曾于 19 岁在美国佐治亚理工学院以最高荣誉获得本科学位。
如今,正在美国华盛顿大学计算机科学与工程学院读博的他和所在团队,又打造出一种可回收型印刷电路板,并提出一种能用于回收类玻璃化环氧树脂(Vitrimer)复合材料的无损膨胀分离方法,能实现超 90% 的原料回收率,相关论文发在Nature子刊上。
随着印刷电路板在电子行业的广泛应用,这项技术有望在消费设备、工业设备和医疗设备的制造中得到推广。
经过优化之后的可回收印刷电路板,具有与传统印刷电路板相匹配的电气性能和机械性能,不仅符合工业标准、而且耐化学蚀刻,能为回收电子计算机行业的聚合物材料和复合材料铺平道路。
据了解电子元件电路板新闻动态,Vitrimer 印刷电路板可以兼容目前印刷和制造电路的工业界标准加工工艺,有潜力快速普及并立即替代传统印刷电路板,预计其成本也和传统印刷电路板相似。
在 Vitrimer 印刷电路板的原材料上,课题组使用了现成的化学品,在原材料获取上较为方便。加工步骤也与传统环氧树脂等工业生产的材料大致相同,这表明 Vitrimer 印刷电路板在规模生产上具有一定的成本竞争潜力。
因此,该团队希望本次提出的技术和回收方法,能够帮助杜绝电子垃圾,助力于在循环生命周期中重新利用这些材料,减少今后所需的塑料数量。
另据悉安博电竞,Vitrimer 是一大类材料。本次使用的 Vitrimer 由环氧化物、酸和催化剂组成安博电竞安博电竞app下载。通过改变这些化学功能团,可以调整 Vitrimer 的特性,从而打造出来柔性 Vitrimer、以及耐高温 Vitrimer。
目前,该团队也正在开发 AI 工具,以便预测新合成的 Vitrimer 材料的性能,从而更好地针对目标应用来定制合成的原材料。
如今,人类已将计算设备融入各个方面,比如正在阅读这篇文章的你就正在使用手机或电脑。
如今,人类每年产生近亿吨的电子垃圾(e-waste),是全球增长最快的垃圾流之一。
作为一名研究普适计算的从业者,该团队希望创造更多的计算设备,以用于尚未被探索的应用场景,包括用于各种可穿戴设备和环境自然传感等。
印刷电路板(PCB,Printed Circuit Boards),存在于目前所有计算设备之中,也是电子废物的主要构成部分之一。
印刷电路板,是一种由芯片、晶体管和其他电子元器件互连的物理基板,通常由几层玻璃纤维和塑料和铜箔层压而成。
印刷电路板往往被设计得具备防火性和防化学腐蚀性,这使它们非常坚固耐用,但也基本上无法被回收利用。
由于印刷电路板中的塑料无法从玻璃纤维中分离出来,因此废弃的印刷电路板通常堆积在垃圾填埋场,它里面的化学物质会渗入环境中进而污染大自然。
发达国家通常将这些垃圾出口到发展中国家,有时发展中国家的人们会通过焚烧的方式,来提取电子产品中的贵重金属比如金和铜来牟利。
这一过程不仅会造成浪费又含有毒性,特别是在焚烧印刷电路板的过程中,大部分工人没有任何保护措施。
2022 年电子元件电路板新闻动态,章之涵来到华盛顿大学读博。当时,他所在团队的合作者,正在开发新型可回收聚合物(Vitrimer),并已将其用于航空航天复合材料。
章之涵所在团队意识到他们正在开发的 Vitrimer 材料是创建可回收印刷电路板的理想解决方案。
在这种方案的指导之下,还有望创造出具有类似工业界行业标准性能的可回收印刷电路板,从而取代传统印刷电路板。
那么,为什么课题组注意到了 Vitrimer?因为,传统印刷电路板是不可回收的,原因在于传统印刷电路板使用了热固性塑料,这是一种类似于环氧树脂的材料。
一旦材料固化之后,环氧树脂分子就会形成强而密集的交联键,几乎不可能在不破坏化学链的情况下分解它。
而 Vitrimer 在特定外界刺激下具有独特的特性,分子可以移动并形成新的键,这使得材料可以修复机械损伤。
使用 Vitrimer 只是解决可回收电路版的第一步。因此,印刷电路板并不只是一层单一的材料,而是一种复合材料,由几层玻璃纤维与聚合物层压在一起组成。
所以,为了有效回收包括玻璃纤维和聚合物在内的原材料,必须设计一种能将聚合物与玻璃纤维分离、但却不会破坏它们的方法。
传统回收方法往往采取燃烧法或化学溶解法,章之涵等人则将电路板浸入小分子溶剂中使其膨胀,就像将明胶粉浸入水中它会膨胀变成果冻一样。
这样一来,Vitrimer 会和玻璃纤维发生分离。由于溶剂在此处并没有和 Vitrimer 发生化学反应,因此也可以重复地使用溶剂。
一旦从玻璃纤维中分离 Vitrimer,不仅可以回收玻璃纤维,还可以利用 Vitrimer 固有的可回收性,用来制造新的印刷电路板。
由于这一研究方向结合了绿色材料、器件、嵌入式系统、人机交互和应用机器学习。
因此,章之涵需要与不同系、不同组的学者合作。在本次项目之中,他发现很多基础学科的研究者,不太接受“基于现实问题找解”的研究方式。
后者觉得基础科学的创新才是真正的科研,而章之涵所做的似乎更像是系统工程问题,并不是真正的科学。
“后来,我意识到与其说服他们接受‘从实际问题出发,反推路径和方法,再回归工业界验证方案可行性’的研究思路,不如向他们请教关于材料领域的知识,和他们一起进化学实验室合成制造材料。”章之涵说。
大约半年之后,他发现自己的热情逐渐感染了合作者们,他们也开始为本次项目投入更多精力和思考。
通过此安博电竞app下载,他们证明本次提出的 Vitrimer 印刷电路板与传统的印刷电路板相比,对环境更加有益。
章之涵是第一作者,维克拉姆·艾尔(Vikram Iyer)教授担任通讯作者。
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