當世界鐘表行業(yè)還在研究如何增強手表的防水性時,天津大學反其道而行之,開發(fā)了世界上第一款可溶解智能手表。近日,記者獲悉,面對激增的電子垃圾,天津大學精密儀器與光電子工程學院生物醫(yī)學工程系黃顯教授團隊從“電子產品環(huán)保易回收”的理念出發(fā),研發(fā)出了可溶于水的、用于制造電子產品的納米復合材料,實現(xiàn)電子產品無污染快速回收,為電子垃圾無害化處理開出了新藥方。
隨著電子技術的迅猛發(fā)展,全球電子產品爆發(fā)式增長,電子垃圾的處理也日益棘手,不科學的處理方法會產生多氯聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯、聚氯乙烯、鉛、鎘和汞等有害物質,造成了嚴重的環(huán)境污染和健康問題。黃顯團隊研發(fā)出了一種引線互連的室溫水燒結納米復合材料,用這種材料制成的電子產品在正常使用條件下可以長期穩(wěn)定地使用,當需要廢棄回收時,只需要將電子產品丟入水中,即可在幾天之內降解,其中的芯片等元器件仍然可以回收使用,既沒有污染又能增加電子元器件的利用率,實現(xiàn)電子產品無污染化的快速回收。
在天津大學精密儀器與光電子工程學院的實驗室里,記者看到了剛剛研發(fā)成功的可溶性智能手表。該手表和傳統(tǒng)的智能手表一樣,具有傳感器,可以精確地測量心率、血氧水平和步數(shù),并通過藍牙連接,將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C應用程序;有機發(fā)光二極管(OLED)屏幕可以顯示相關手機的日期、時間和消息。但與普通智能手表不同的是,當這款智能手表被完全浸入水中時,其外殼和電路會在40 h內完全溶解,遺留下來的僅是OLED屏幕、電阻器和電容器等可再次利用的組件。
黃顯介紹,這款可溶解智能手表,其實是一種瞬態(tài)電子器件。即當電子功能器件在實現(xiàn)指定功能或完成某項任務后,其物理形態(tài)和功能可以在外界刺激觸發(fā)下,發(fā)生部分自毀消失或者完全自毀消失的一種電子器件。對于這款手表,水是刺激物,可在水的刺激下溶解。這種新型材料不僅保持了與常規(guī)銀導電材料相當?shù)膶щ娞匦?,還實現(xiàn)了室溫環(huán)境下的溫和燒結,大大降低了成本,具有可推廣性。黃顯還介紹說: “該新材料具有良好的生物相容性,可以溶解在體內,可以讓植入設備在完成功能后消失在人體中,且在汗水中無法溶解,生物醫(yī)學應用前景廣闊。”
據(jù)相關資料介紹,電子垃圾中含有大量金、銀、白金、鈷、銦等貴金屬,但由于回收成本高、回收困難,回收率一直徘徊不前。2019年產生超過5.36×107t的電子垃圾,回收率卻僅有2%。黃顯團隊研發(fā)的新型材料為解決電子垃圾提供了一個全新的思路。