Для решения этой проблемы исследователи из Университета Коимбры (UC) разработали и протестировали новую архитектуру материалов и технологии производства, которые позволяют нам обратить эту реальность вспять и применить новую версию политики 3Rs (сокращение, повторное использование и переработка) в области электроники. Это электроника 3R (resilient, repairable, and recyclable). Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Materials.

"Исследование, финансируемое в рамках португальского проекта CMU WoW, представляет собой прорыв на пути преодоления технологического загрязнения. В настоящее время производство электронных отходов достигло угрожающего уровня - 7 кг на человека в год. Только 20 процентов электронных отходов отправляется на переработку, и лишь небольшой процент драгоценных металлов, в основном золота, извлекается", - говорится в заявлении.

Махмуд Таваколи, ведущий автор научной статьи, объясняет, что мягкая электроника на основе новых полимеров станет лучшим ответом на проблему электронных отходов. Но, несмотря на достижения в области мягкой электроники, электроника 3R возможна только "если мы сможем продемонстрировать новые технологии производства, которые, с одной стороны, основаны на устойчивых, ремонтопригодных и перерабатываемых материалах, а с другой стороны, могут конкурировать с существующими технологиями производства печатных плат в плане разрешения рисунка, многослойной реализации, интеграции микрочипов и автономного производства".

Эта исследовательская работа, проводимая в Институте систем и робототехники (ISR) факультета электротехники и вычислительной техники (DEEC) Университета Коимбры, представляет новую архитектуру для масштабируемого, автономного и высокоразрешающего производства электронных устройств 3R.

По словам Махмуда Таваколи, исследователя ISR и профессора UC, еще одним отличительным фактором является то, что процесс производства полностью осуществляется при комнатной температуре, что является важным шагом для экологичной электроники: "Все делается при комнатной температуре, включая осаждение, нанесение рисунка и пайку микрочипов. Исключение температуры из процесса спекания (как это принято в печатной электронике) и из процесса пайки значительно снижает потребление энергии и является шагом к использованию экологически чистых полимеров, что было невозможно ранее из-за их чувствительности к теплу".

"Это исследование представляет собой сдвиг парадигмы в сторону более устойчивого будущего и закладывает основу для следующего поколения перерабатываемых электронных устройств. Команда продемонстрировала применение этой архитектуры для беспроводных пластырей биомониторинга и умного текстиля, в который интегрированы современные микрочипы, для мониторинга температуры тела, электрокардиограммы, частоты дыхания, обнаружения движений человека, таких как глотание, или классификации спортивных занятий с помощью носимых датчиков", - говорится в заметке.

Однако, когда дело доходит до печатных плат промышленного уровня, таких как те, которые мы видим в мобильных телефонах, эти разработанные методы все еще требуют дальнейшего технологического развития, "чтобы достичь той же зрелости, что и нынешняя технология печатных плат. Мы быстро делаем шаги к зрелости промышленного уровня. Мы надеемся, что менее чем через 5 лет мы сможем начать процесс замены некоторых современных электронных схем", - заключает Махмуд Таваколи.