新材料讓電子垃圾告別“堆填區”

    電子產品常因回收過程複雜、回報低而在使用後被丟棄，成為電子垃圾。美國研究人員近期開發出一種新型可回收電路材料，可讓電子產品更容易分解和重複利用。

    聯合國機構二○二四年發佈的報告顯示，二○二二年全球範圍內共產生約六千二百萬噸電子垃圾，其中僅有不到四分之一被回收利用。而且電子垃圾產生量增長速度遠高於回收量增長速度。在過去十二年中，全球電子垃圾數量幾乎翻了一番，從三百四十億公斤增加到六百二十億公斤，相當於一百五十五萬輛集裝箱卡車的容量，預計到二○三○年，全球電子垃圾量將達到八百二十億公斤。

    然而，報告預估，只有一百三十八億公斤，即約佔總量百分之二十的電子垃圾將被回收，並且這一數位將保持不變。這表明，人們扔掉的電子產品越來越多，而回收率卻跟不上。

    有見及此，美國弗吉尼亞理工大學的研究人員近期在美國《先進材料》雜誌上發表論文說，他們開發的一種全新電路材料不僅可回收和可重複配置，而且受損後還能自我修復，同時保留了傳統電路材料的強度和耐用性，這為解決電子垃圾問題提供了一個潛在方案。

    研究團隊研發的新材料基於“類玻璃高分子”，即Vitrimer材料。這是一種可以重塑和回收的動態聚合物。他們將這種多用途材料與液態金屬液滴結合，後者起到載流作用，就像剛性金屬在傳統電路中所起的作用那樣。通過將高性能、適應性強的聚合物與導電液態金屬相結合，新電路材料在許多條件下都能保持穩定。

    “我們研發的材料不同於傳統電子複合材料，其製成的電路板非常有韌性，功能強大。即使在機械變形或損壞的情況下仍然可以工作。”美國維吉尼亞理工大學的副教授邁克爾 · 巴特利特說。

    在回收方面，傳統電路板涉及幾個能源密集型的解構步驟，會產生大量廢物並浪費掉價值數十億美元的貴重金屬部件。而研究團隊的新材料電路板回收不僅簡單，還可通過多種方式完成。該新型材料電路板可以在使用壽命結束時通過鹼性水解解構，實現液態金屬和LED等關鍵部件的回收。

    “傳統電路板是由永久性熱固性材料製成的，很難回收。”該校的助理教授喬許 · 沃奇說，“而我們的動態複合材料在加熱損壞後，可以進行修復或重塑，電氣性能也不會受到影響。現代電路板很難做到這一點。”

    雖然電子垃圾的產生無法避免，但該研究朝着讓更多電子產品走出垃圾填埋場邁出了關鍵一步。

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