Elektronikte Nanotellerin Geri Dönüşümü İçin Çözücüler İçeren Benzersiz Yöntem

Elektronik cihazlardan nanotelleri almak için düşük maliyetli teknik, düşük yüzey gerilimli solvent ve ultrason dalgalarını kullanır.

İmaj kredisi: Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi

Daha sürdürülebilir elektronikler geliştirmeye yönelik bir adımda, North Carolina Eyalet Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, kullanımlarının sonuna gelmiş elektronik cihazlardan nanotelleri almak ve daha sonra bu nanotelleri yeni cihazlarda kullanmak için düşük maliyetli bir teknik gösterdiler.

NC State’de doktora öğrencisi olan Yuxuan Liu, “Elektronik malzemelerin geri dönüştürülmesine büyük ilgi var çünkü hem elektronik atıkları azaltmak hem de nadir veya pahalı malzemelerden elde ettiğimiz kullanımı en üst düzeye çıkarmak istiyoruz” diyor. Nanotelleri geri dönüştürmemize izin veren ve asil ve nadir toprak elementleri içeren nanomalzemeler de dahil olmak üzere diğer nanomalzemelere genişletilebileceğini düşündüğümüz bir yaklaşım gösterdik.”

Yeni geri dönüşüm tekniğinde ilk adım, çözücülerde çözünür ve nanotelleri de çözmeyecek polimerler kullanan cihazların tasarlanmasıyla ilgilidir. Bir cihaz kullanıldıktan sonra, gümüş nanotelleri içeren polimer matrisi çözülür ve geride nanotel ağı kalır. Ağ daha sonra ayrı bir çözücüye yerleştirilir ve nanotelleri dağıtan ve ağdan ayıran ultrason ile vurulur.

NC State’den Andrew A. Adams Seçkin Mekanik ve Uzay Mühendisliği Profesörü Yong Zhu, “Geri dönüşüm tekniğimiz geleneksel geri dönüşümden farklı” diyor. “Bir cam şişeyi geri dönüştürmeyi düşündüğünüzde, başka bir cam nesne oluşturmak için kullanılmadan önce tamamen eritilir. Yaklaşımımızda, gümüş bir nanotel ağı, bir cihazdaki malzemelerin geri kalanından ayrılır. Bu ağ daha sonra çözümde ayrı gümüş nanoteller koleksiyonuna demonte edilir. Bu nanoteller daha sonra yeni bir ağ oluşturmak için kullanılabilir ve yeni bir sensöre veya diğer cihazlara dahil edilebilir.”

Prosedürü göstermek için araştırmacılar, bir hastanın sıcaklığını ve hidrasyonunu izleyen giyilebilir bir sağlık sensörü yaması oluşturdular. Sensör, bir polimer malzemeye gömülü gümüş nanotel ağlarından oluşuyordu. Kullanılmış bir sensör yaması normalde atılır. Bunun yerine, araştırmacılar polimeri suda çözdüler, nanotel ağını çıkardılar, onu ayrı nanoteller koleksiyonuna böldüler ve daha sonra bu nanotelleri yepyeni bir giyilebilir sensör oluşturmak için kullandılar. Her “yaşam döngüsünden” sonra nanotel ağının özelliklerinde küçük bir bozulma meydana gelse de, nanotellerin sensörün performansına zarar vermeden dört kez geri dönüştürülebileceği bulundu. Dört yaşam döngüsünden sonra, karışıma yeni gümüş nanoteller eklenerek nanotel ağının performansı iyileştirilebilir.

Zhu, “Yaklaşımımızı kullanarak nanotellerden çok daha fazla faydalanırsınız” diyor. “Ve nanoteller defalarca bozulduktan sonra bile, yeniden kullanılamayacakları noktaya kadar, onları hala geleneksel geri dönüşüm için hammadde olarak kullanabiliriz. Bu, atıkta muazzam bir azalma.”

Geri dönüşüm sürecinin kritik bir gereksinimi, nanotel ağının parçalanabileceği düşük yüzey gerilimine sahip bir çözücünün belirlenmesi ve elde edilmesidir. Liu, “Düşük yüzey gerilimi önemlidir, çünkü solventin ağdaki nanoteller arasındaki dar bağlantılara yayılmasını kolaylaştırarak ağın sökülmesini kolaylaştırır” diyor.

Aynı zamanda, nanotel ağları ultrason dalgalarına maruz bırakırken optimal bir dengenin korunması gerekir. Çok uzun süre uygulanırsa nanoteller kırılabilir. Yeterince uzun süre uygulanmazsa, nanotel kümeleri oluşacaktır.

Zhu, “Burada gösterdiğimiz yaklaşım, nanoparçacıklar, karbon nanotüpler, diğer nanotel türleri ve iki boyutlu malzemeler gibi diğer nanomateryalleri bir ağ şeklinde kullanıldıkları sürece geri dönüştürmek için kullanılabilir” diyor. .

Çalışma başlıklı makalede yer almaktadır. Sürdürülebilir Yumuşak Elektronikler için Nanowire Percolation Network’ün Geri Dönüşümü ve dergide yayınlandı Gelişmiş Elektronik Malzemeler.


Önerilen makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir