手機、平板電腦、筆記本電腦等電子產品的升級換代和故障，導致許多廢棄產品進了垃圾桶，因數量龐大它們甚至有了專屬名字——電子垃圾。近日一項發表于《先進材料》的研究，為電子垃圾問題供了一種潛在解決方案。他們研發了一種可回收材料，使電子產品更易分解和再利用。
根據聯合國2024年發布的一份報告，在過去12年中，全球電子垃圾量幾乎翻了一番，從340億公斤增加到620億公斤，相當于155萬輛集裝箱卡車容量，預計到2030年全球電子垃圾量將達到820億公斤。
然而，根據報告預估，只有138億公斤，即約占總量20%的電子垃圾將被回收，預計這一數字將保持不變。這表明，人們扔掉的電子產品越來越多，而回收率跟不上。
為了解決上述問題，美國弗吉尼亞理工大學的副教授Michael Bartlett團隊和該校助理教授Josh Worch團隊創造了一類可回收、導電性好、可重新配置，并且能在損壞后自我修復的新型電路材料。同時，該材料保留了傳統電路塑料板的強度和耐用性。很少有單一材料能同時具備這些特性。
上述團隊研發的新材料基于“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。研究團隊將這種多用途材料與液態金屬液滴結合。后者起載流作用，就像剛性金屬在傳統電路中所起的作用。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于傳統電子復合材料，其制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。”Bartlett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，會產生大量廢物并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堿性水解進行解構，從而回收液態金屬和LED等關鍵部件。
“傳統的電路板是由永久性熱固性材料制成的，很難回收。”Worch說，“而我們的動態復合材料因加熱而損壞后，可以進行修復或重塑，電氣性能也不會受到影響。現代電路板根本無法做到這一點。”
雖然電子垃圾的產生無法避免，但該研究朝著讓更多電子產品走出垃圾填埋場這一方向邁出了關鍵一步。
相關論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202501341
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