“Микрохирургия материалов: селективный синтез материалов с использованием химии высоких температур для микропереработки электронных отходов”
Типичный процесс переработки превращает большое количество изделий, изготовленных из одного материала, в то же самое, только в большем объеме. Однако этот подход не пригоден для старых электронных устройств, или “электронных отходов”, поскольку они содержат самые разные материалы в небольших количествах, которые невозможно разделить. По данным журнала ACS Omega, ученые сообщают о стратегии селективной, маломасштабной микропереработки, которую они используют для превращения старых печатных плат и компонентов мониторов в новый вид надежных металлических покрытий.
Несмотря на все трудности, есть множество причин для переработки электронных отходов: они содержат много потенциально ценных веществ, которые можно использовать для изменения характеристик других материалов или для производства новых, ценных материалов.
Предыдущие исследования показали, что посредством тщательно выверенной высокотемпературной обработки можно выборочно разрушать и изменять химические связи в отходах для создания новых, экологически безопасных материалов. Таким образом, исследователи уже превратили смесь стекла и пластика в ценную кремнеземсодержащую керамику. Они также использовали этот процесс для рекуперации меди, которая широко применяется электронике, из печатных плат. Основываясь на свойствах соединений меди и кремнезема, Вина Сахаджвалла и Румана Хоссейн предположили, что после извлечения из электронных отходов их можно объединить для создания нового, прочного гибридного материала, идеально подходящего для защиты металлических поверхностей.
Для этого ученые сначала нагревали порошкообразное стекло и пластик, полученные из старых компьютерных мониторов, до температуры 2 732 F для получения нанопроволоки из карбида кремния. Затем они соединяли нанопроволоку с измельченными печатными платами, наносили эту смесь на стальную подложку и нагревали. На этот раз температура составляла 1832 F, медь плавилась с образованием на поверхности стали гибридного слоя, обогащенного карбидом кремния. Полученные под микроскопом изображения показали, что под воздействием наноиндентора гибридный слой остается прочно прикрепленным к стали, без трещин и сколов. Он также увеличил твердость стали на 125%.
Команда называет это прицельным, селективным процессом микропереработки, наподобие “микрохирургии материалов”, и говорит, что он имеет процесс для превращения электронных отходов в новые, передовые, поверхностные покрытия без необходимости в использовании дорогостоящего сырья.
