Bạn vừa làm rơi điện thoại, một thứ gì đó bên trong bị hỏng. Sắp tới, hãy tưởng tượng chiếc điện thoại của bạn có thể tự sửa chữa giống như một phép màu.
Bạn đánh rơi chiếc điện thoại, một thứ gì đó bị hỏng. Bạn sẽ mất một khoản tiền lớn để sửa chữa, hoặc thậm chí phải bỏ đi. Không cần lo lắng nhấn loạn màn hình. Không cần chi phí sửa chữa đắt đỏ. Bởi nó có thể trở lại hoạt động như chưa hề có chuyện gì xảy ra.
Hãy phóng tầm mắt xa hơn và hình dung phép màu đó không chỉ khôi phục mà còn giúp tiết kiệm hàng triệu tấn rác thải điện tử độc hại khỏi bị đổ vào bãi rác mỗi năm.
Công nghệ "tự phục hồi" đồ điện tử giống như một phép màu.
Đó chính là mục tiêu của một loại vật liệu bảng mạch có thể tái chế mới, được các nhà nghiên cứu tại Viện Bách khoa và Đại học Bang Virginia, Mỹ, phát triển. Theo bài viết trên Tech Xplore, vật liệu này hoạt động giống nhựa nhưng có tính chất như bọt xốp kết hợp với kim loại. Và nó vẫn dẫn điện - ngay cả khi bị uốn cong, rách hoặc vỡ.
Điều này rất quan trọng. Vì các bảng mạch ngày nay không phân hủy được. Chúng chất đống ở các bãi rác hoặc bị đốt cháy trong các nhà máy luyện kim, thải ra các chất ô nhiễm độc hại vào không khí, nước và phổi con người. Một báo cáo của Liên Hợp Quốc năm 2024 cho thấy lượng rác thải điện tử đã gần như tăng gấp đôi trong 12 năm qua - từ 34 tỷ kg lên 62 tỷ kg – và có thể chạm mốc 82 tỷ kg vào năm 2030. Chưa đến 20% trong số đó được tái chế.
Giải pháp của Viện công nghệ Virginia là gì? Một loại vật liệu giống nhựa gọi là vitrimer, có thể tái định hình bằng nhiệt. Thêm vào đó những giọt kim loại lỏng và nó trở thành một mạch điện hoàn chỉnh - một mạch "vẫn hoạt động ngay cả khi bị biến dạng hoặc hư hỏng cơ học", theo lời Phó giáo sư kỹ thuật cơ khí, Michael Bartlett.
Phó giáo sư Bartlett và Giáo sư hóa học Josh Worch đã dẫn đầu nghiên cứu này cùng một nhóm liên ngành. Họ tạo ra các bảng mạch không chỉ dẫn điện và phục hồi sau hư hỏng mà còn có thể tháo rời khi hết vòng đời - không cần đốt cháy nguy hiểm, không lãng phí kim loại quý hiếm.
"Các bảng mạch truyền thống được làm từ nhựa nhiệt rắn vĩnh viễn, rất khó tái chế. Ở đây, vật liệu composite động của chúng tôi có thể được sửa chữa hoặc tái định hình nếu bị hỏng bằng cách áp dụng nhiệt và hiệu suất điện sẽ không bị ảnh hưởng", Giáo sư hóa học Josh Worch cho biết.
Thay vì bị nghiền nát và đốt như các thiết bị điện tử thông thường, các bảng mạch này có thể được phân tách bằng phương pháp thủy phân kiềm - một quá trình hóa học tách biệt các thành phần giá trị như đèn LED và kim loại lỏng để tái sử dụng. Các nhà nghiên cứu nói rằng họ đang hướng tới việc đạt được khả năng tái chế hoàn toàn trong một hệ thống khép kín.
Điều này sẽ giảm rác thải, tiết kiệm chi phí và giảm nhu cầu khai thác nguyên liệu thô như vàng và đồng - thường được khai thác bằng các phương pháp gây ô nhiễm và tiêu tốn nhiều năng lượng. Một nghiên cứu cho thấy tái chế bảng mạch bằng nhựa vitrimer có thể trở thành một lựa chọn sạch hơn và rẻ hơn.
Đức đã cho thấy cách robot tái chế đang giúp đơn giản hóa việc thu hồi rác thải điện tử. Và một nghiên cứu khác phát hiện công nghệ pin thể rắn mới có thể giúp chiết xuất lithium từ pin cũ một cách an toàn - một thách thức tái chế khác.
Dù bảng mạch "tự phục hồi" này chưa có trong điện thoại trên thị trường, nhưng đây là một bước tiến nữa hướng tới các thiết bị điện tử có tuổi thọ cao hơn, ít lãng phí hơn và không gây ô nhiễm môi trường.