SETKA.RU
 
21/05/2015
Сокращение электронных отходов: устройства будут саморазрушаться при нагревании
Куда уходит электроника, когда она ломается? Большинство устройств отправляются на вечный покой на свалки. Но что делать, если они бесцельно растворяются вдали, в том время как их можно переработать? Исследователи университет Иллинойса создали технологию самоуничтожения электронных устройств под воздействием тепла, и это - шаг к значительному снижению электронных отходов. Они, также, разработали радиоуправляемый триггер, который может удаленно активировать самоуничтожение по требованию.
Устройство удаленного самоуничтожения. Радиочастотной сигнал включает нагревательный элемент в центре устройства. Цепи полностью растворены.

Фото: Скотт Уайт, Университет штата Иллинойс

Исследователи во главе с профессором аэрокосмической техники Скоттом Р. Уайтом, опубликовали свои работы в журнале Advanced Materials.

"Мы показали, что электроника может служить вам, когда вы в ней нуждаетесь, и бесследно исчезать, если она вам больше не нужна," сказал профессор Уайт. "Это - способ регулирования срока жизни материалов, которые используются в современной электронике. Это был наш первый опыт, когда стимулом для разрушения является забота об экологии."

Группа Уайта объединилась с Джоном А. Роджерсом, Swanlund chair* в области материаловедения и инженерии, а также директором Frederick Seitz Лаборатории Материалов в Иллинойсе. (Swanlund chair - высочайший титул, который может быть дарован факультетом в университете, примечание SETKA.RU). Группа Роджерса - пионер в области исследования переходных устройств, растворяемых в воде, в основном направленных на создание биомедицинских имплантатов. Вместе эти две многопрофильных исследовательских группы решали проблему с помощью триггеров, использующих для разрушения устройств ультрафиолетовый свет, тепло и механические воздействия. Задачей было найти способы разрушения устройства, чтобы производители могли извлекать дорогостоящие материалы, присутствующие в устаревших устройствах, или чтобы устройства можно было разрушать уже на свалке.

Устройства теплового саморазрушения используют магнитную схему, напечатанную на очень тонком, гибком материале. Исследователи собирают микроскопические капельки слабой кислоты в воск, и оборачивают устройство воском. Когда устройства нагреваются, воск тает, выпуская кислоту. Кислота растворяет устройство быстро и целиком.

Чтобы удаленно вызвать реакцию, исследователи встроили в устройство радиочастотный приемник и катушку индукционного нагрева. Пользователь может посылать сигнал, чтобы вызвать нагрев катушки, которая плавит воск и растворяет устройство.

Смотреть видео, где исследователи демонстрируют и объясняют процесс саморазрушения устройств

https://www.youtube.com/watch?v=Tdj915k5gKg .

"Эта работа показывает, в какой степени умные химические соединения могут качественно расширить спектр возможных применений механизмов и устройств," сказал Роджерс.

Исследователи могут контролировать, как быстро будет деградировать устройство, путем настройки толщины слоя воска, концентрации кислоты и температуры. Они могут проектировать устройства для самоуничтожения в течение от 20 секунд до пары минут после воздействия тепла.

Упаковка различных частей устройства в воски с различными температурами плавления, даёт более точный контроль над тем, какие части устройства будут разрушены, а какие продолжат функционировать, что создаёт возможности для производства более сложных устройств, способных следить за изменениями в окружающей среде и реагировать на них.

Группа Уайта уже давно озабочена устойчивостью устройств и была пионером в области методов их самоисцеления, призванных продлить срок службы материалов.

"Мы взяли наши идеи в плане регенерации материалов и перевернули их на 180 градусов", сказал Уайт. "Мы работаем над тем, чтобы когда вы не можете продолжать использовать что-то, будь то устаревшие или просто не работающие устройства, вы имели возможность извлекать и повторно использовать присутствующие в них ценные материалы и в дальнейшем перерабатывать их, а если они вам не нужны, пусть лучше устройство растворится, чем будет оставаться на свалках".

Ещё новости в рубрике
Электроника, Экология