全新柔性电子基材料,助力打击电子垃圾 - 闲芯交易网
全新柔性电子基材料,助力打击电子垃圾

随着全球电子垃圾(e-waste)问题日益严重,MIT、犹他大学以及Meta最近开发出一种新型柔性基板材料,这不仅有望在设备寿命终结时实现材料和组件的回收再利用,还能大规模生产比现有基板更复杂的多层电路。这一突破性研究成果发表在《RSC: 应用聚合物》期刊上。

当前,世界正面临由互联网物联设备数量激增导致的电子垃圾全球危机。针对这一问题,大量学术研究关注于开发可取代传统柔性电子基板的替代品。传统基板主要采用一种称为Kapton的聚酰亚胺材料,该材料因其卓越的热稳定性和绝缘性,以及源材料的充足供应而受到青睐。Kapton几乎存在于每一种电子设备中,从手机内部连接不同组件的柔性电缆,到因其耐高温性能而广泛应用于航空领域。然而,Kapton几乎无法被融化或溶解,这使得其无法进行再加工,并且这些性质也使其难以制造成高级架构的电路,如多层电子设备。

新开发的材料本身也是一种聚酰亚胺材料,因此应该易于与现有的制造基础设施兼容。这种新材料是一种光固化聚合物,与目前牙医使用的、能在短短几秒内通过紫外线固化的坚固耐用填充物类似。这种材料的固化方式不仅速度快,而且可以在室温下进行。

为了实现回收利用,研究团队在聚合物骨架中引入了可以通过酒精和催化剂溶液迅速溶解的亚基。这样,宝贵的金属和整个微芯片就可以从溶液中回收并用于新设备。该策略针对的是打破传统Kapton所缺失的可回收性,通过引入易于被一种相对温和的溶液分解的酯基团,当除去基板时不会损害设备的其他部分。

这项新材料的研发不仅是为了解决电子垃圾问题,也希望应对芯片和某些材料供应链短缺问题。其中涉及的稀土矿物及其它组件的价值不菲,这为回收这些组件提供了巨大的经济和环境激励。

研究团队包括犹他大学的Caleb Reese和Grant Musgrave,以及Meta Reality Labs的Jenn Wong, Wenyang Pan, John Uehlin, Mason Zadan和Omar Awartani。该项工作由犹他大学Price工程学院的创业基金支持。

以下是一些常见的芯片品牌及型号,以及它们的适用领域:

- 英特尔 Core i9:高性能计算、游戏
- AMD Ryzen 9:桌面处理、高级游戏
- NVIDIA GeForce RTX 3080:图形处理、游戏
- ARM Cortex-A78:移动设备、智能手机
- Qualcomm Snapdragon 888:高端智能手机、平板电脑
- Apple M1:轻薄型笔记本、桌面计算
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