研究人员开发出全新的可回收印刷电子产品

06-05-2021 |  |  By 罗宾米切尔

最近,杜克大学的研究人员展示了世界上第一个完全可回收印刷电子产品。可能挑战可能是一次性电子产品,研究人员如何实现这一目标,这项技术将更换现代化的电子产品方法吗?

一次性电子设备面临有哪些挑战?

随着电子产品继续为日常生活提供电,越来越多 需求一次性电子产品。一次性电子设备背后的想法是一种电子设备,可以使用一次,然后与产品包装和塑料袋类似地丢弃。然而,虽然大多数一次性包装可以容易地回收,但是电子器件不容易再循环 - 无法再循环电子器件导致对环境有害的电子废物。

一次性电子设备已经存在于某种形式中,到目前为止,最常见的是在商店昂贵的产品上发现的RFID标签。这些设备集成了天线循环和微芯片,如果直到直到正确扫描,则会触发商店入口处的警报。 

然而, 这些设备不能被处理结果是,半导体中发现的潜在有毒化合物在地面上找到了进入地面。可打印电子设备可以为一次性场中的传统半导体提供更便宜的替代品。尽管如此,如果可打印电子产品不能再循环,一次性电子器件将继续创建电子废物。

研究人员开发出全新的可回收印刷电子产品

如果可以将材料分开并稍后重复使用,则将其视为可回收的材料。例如,玻璃是一种完全可回收的材料,因为它可以被分解,重新加热,并形成新的玻璃器皿。然而,虽然电子设备可以分解为其各个部件(有一些被重用),但大多数电子元件不能再循环。

但是,来自Duke University(Durham)的研究人员团队, 已经开发了世界上第一个完全可回收的可打印电子产品。研究人员所完成的第一个重要步骤是创建可打印晶体管,因为这允许创建所有其他电子器件。第二步是使用可以分解的材料并重复使用或安全地处理。 

它们的印刷晶体管包括三个单独的碳油墨和纳米纤维素。晶体管使用的半导体材料是碳纳米管(在碳基油墨中的一个),而导电油墨 是使用石墨烯制成的。介电油墨由从木材中提取的纳米纤维制成,然后用油墨形式悬浮盐。 

晶体管本身可以使用气溶胶喷射喷雾在室温下容易地构造。此外,墨水可以直接印刷到许多表面上,包括柔性基板,例如纸张允许柔性电子器件。但是,真正的伎俩会在设备处置时!

使用多级浴缸进行印刷电子设备。每次连续浴缸都会删除其中一个墨水,并悬挂在解决方案中的墨水。最终结果是原始基板,具有完全除去的电子器件,以及具有不同化合物的几种溶液。可以处理这些解决方案以提取材料,然后可以重复使用这些解决方案以制造新的印刷电子设备。纳米纤维素可以留在纸基底物中,因为它是已经在纸中发现的可生物降解的材料。因此,纸基材可以回收回纸。 


这项新技术可以取代电流电子产品吗?

这个问题的简短答案是否定的,但这并不是说研究人员已经发展起来不是更改的。相反,研究人员所证明的是可能的可能性 未来的电子元件容易回收 使用基于溶液的溶解方法,并且这些溶液可容易地提取活性化合物。

对于这种印刷电子器件成为主流(并与商业设备竞争),各个有源部件的尺寸需要显着降低。这不需要纳米特征作为在90年代晚期(即250nm)中设计的电子设备对于许多一次性应用,例如RFID标签和产品标识符。目前的技术不允许这一点,但这并不是说,在未来的情况下,可以生产极小的喷嘴(请记住,商业打印机可以在可打印介质上实现超过1200dpi)。

总体而言,该项目的研究人员展示了可用于生产适用于所有电子设备的关键的活动组件的现实世界实际示例。

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罗宾米切尔

罗宾米切尔是一名电子工程师,自13岁以来一直参与电子产品。在Warwick大学完成Beng之后,Robin迁入了在线内容创作开发文章,新闻棋子和专业人士和制造商的项目领域一样。目前,Robin运行了一个小型电子商务,Mitchelectronics,它会产生教育套件和资源。

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