Химики научились делать защитные покрытия из электронного мусора
Американскими химиками из Национальной химической ассоциации были разработаны новые эффективные методы утилизации электронного мусора – техники, не пригодной для переработки классическими методами.
Типичный процесс переработки предполагает использование большого количества однотипных изделий, изготовленных из какого-то одного материала, которые можно преобразовать либо в ценное сырье, либо даже в готовые изделия. Для электроники подобный традиционный метод не работает, поскольку в радиотехнических, компьютерных и иных приборах содержится слишком большое количество мелких деталей, сделанных из различных материалов, с сильно отличающимися свойствами. Разделить компоненты, пользуясь классическими более-менее дешевыми технологиями, которые применяют переработчики вторсырья не представляется возможным.
При этом электронный мусор представляет значительную ценность – в нем велико содержание цветных металлов и иных востребованных элементов. Проанализировав ситуацию Американская химическая ассоциация разработала комплексные механизмы, сочетающие предварительную калибровку мусора и его последующую обработку при строго определенных температурах. Это позволило получить из электронных отходов композитные материалы, обладающие полезными свойствами.
Следуя разработанным алгоритмам, исследователи превратили смесь стекла и пластика в ценную керамику, содержащую кремнезем. Они также использовали процесс калибровки и избирательного нагрева для извлечения меди, которая широко используется в электронике, в том числе и при изготовлении печатных плат.
Далее, изучая свойства различных соединений меди и кремнезема, группа экспертов под руководством Вина Сахаджвалла и Румана Хоссейна (Veena Sahajwalla, Rumana Hossain) обнаружила, что после извлечения их из электронных отходов указанные материалы могут быть использованы для создания нового прочного гибридного покрытия, пригодного для защиты металлических поверхностей.
Для создания и последующего нанесения гибридного материала на сталь ученые сначала нагрели стекло и пластиковый порошок от старых компьютерных мониторов до 2732° F, создавая нанопроволочки из карбида кремния. Затем они расположили полученную нанопроволоку, вместе с монтажными платами, на стальную подложку и снова нагрели ее до 1832° F, что вызвало плавление меди с образованием обогащенного карбидом кремния гибридного слоя поверх стали.
Последующие тестирования показали, что гибридный слой оказывается прочно прикрепленным к стали, без трещин и сколов. Это не только защищает металл от коррозии, но и увеличивает его поверхностную твердость на 125%.
Разработанный процесс создания и нанесения гибридного защитного покрытия ученые назвали «микрохирургией отходов» и полагают, что он открывает новое направление в переработке электронного мусора, который можно использовать с пользой, без использования дополнительного дорогостоящего сырья.
