Više od 50 miliona tona elektronskog otpada nastane svake godine, a manje od petine završi u reciklaži. U takvoj stvarnosti, vijest koju donose švajcarski naučnici mogla bi označiti prekretnicu. U laboratorijama Empa – Švajcarskih saveznih laboratorija za nauku o materijalima i tehnologiju, razvijena je biorazgradiva štampana ploča (PCB), napravljena u potpunosti od drveta.
Svaki elektronski uređaj, od pametnih telefona do električnih četkica za zube, sadrži jednu ključnu komponentu: štampanu ploču (PCB), onu tanku zelenu ploču sa složenim mrežama električnih veza koja povezuje sve dijelove uređaja. Ali upravo ta komponenta predstavlja i jedan od najvećih izazova u upravljanju elektronskim otpadom, jer su tradicionalni PCB-ovi izrađeni od nerazgradivih i nereciklirajućih materijala, poput epoksidne smole i staklenih vlakana.
Tim iz Empa laboratorije odlučio je da odgovori na ovaj izazov oslonivši se na jedan od najobnovljivijih materijala u prirodi, njegovo veličanstvo – drvo. Umjesto da koriste plastiku dobijenu iz fosilnih goriva, oni su razvili štampanu ploču od lignoceluloznih nanovlakana, dobijenih iz ostataka pulpe u procesima biorafinerije. Ova vlakna, inače nusproizvod koji se obično tretira kao otpad, bogata su celulozom i ligninom, molekulima koji drvetu daju čvrstinu i strukturu.
Istraživači su vlakna pomiješali sa vodom, samljeli ih u finu pastu i potom je presovali pod visokim pritiskom kako bi uklonili vlagu i dobili čvrstu, ravnu i ujednačenu ploču, savršenu osnovu za štampanje elektronskih kola. Površina nove ploče bila je dovoljno glatka da omogući precizno nanošenje elektronskih puteva pomoću inkdžet tehnologije, dok su testovi pokazali da ima skoro identične performanse u pogledu čvrstoće, toplotne i električne provodljivosti kao i klasične epoksidne ploče.
Kako bi demonstrirali praktičnu upotrebu svog izuma, Empa tim je konstruisao potpuno funkcionalan računarski miš, čija unutrašnja elektronika koristi drvenu štampanu ploču, dok je spoljašnje kućište izrađeno 3D štampom, koristeći kombinaciju bioplastike i drvne prašine. Rezultat? Miš koji savršeno funkcioniše i koji se na kraju svog životnog vijeka može jednostavno kompostirati.
Ova inovacija nije mogla stići u bolje vrijeme. Elektronski otpad predstavlja jedan od najbrže rastućih tokova otpada u svijetu, a tradicionalni PCB-ovi su ključni izvor zagađenja jer sadrže teške metale i plastiku koja se teško razgrađuje. Većina se ne reciklira, već završava u deponijama ili se spaljuje kako bi se izvukli vrijedni metali, pri čemu se oslobađaju opasni gasovi i gubi se dragocjen materijal poput bakra i zlata.
Ako biorazgradive ploče zažive u industriji, one bi mogle drastično smanjiti zagađenje i olakšati reciklažu, jer omogućavaju jednostavno odvajanje komponenti bez štetnih posljedica po životnu sredinu. To je od ogromnog značaja za sektor upravljanja otpadom, koji bi mogao razviti efikasnije i jeftinije procese prerade e-otpada.
Jedan izazov koji se i dalje mora riješiti jeste otpornost na vlagu i vodu, jer vlaga može negativno uticati na ponašanje elektronskih kola. Tim iz Empe već radi na razvoju zaštitnih premaza i modifikacija materijala koji bi omogućili primjenu ovih biorazgradivih ploča i u složenijim potrošačkim uređajima.
Međutim, prvi rezultati su ohrabrujući: preliminarne analize pokazuju da bi proizvodnja ovakvih ploča mogla smanjiti emisije CO₂ za više od 50% u poređenju sa konvencionalnim PCB-ovima, jer koristi obnovljive materijale i niže temperature u proizvodnji.
Zahvaljujući ogromnom potencijalu, više evropskih firmi iz oblasti elektronike već je kontaktiralo Empu kako bi istražili mogućnosti saradnje i komercijalizacije. Iako komercijalni proizvodi još nisu na tržištu, iz Empe najavljuju da bi pilot-proizvodnja mogla početi u narednih nekoliko godina, ukoliko se obezbijedi potrebna finansijska i tehnička podrška.
Za potrošače, ova vijest je više od naučne zanimljivosti. Ona otvara vrata budućnosti u kojoj će naši elektronski uređaji biti modularni, lako popravljivi i biorazgradivi. Kompanije poput Fairphone i Framework već dokazuju da održivi dizajn može biti uspješan na tržištu. Ako se takve inicijative ukrste sa razvojem kompostabilnih elektronskih komponenti, to bi moglo potpuno transformisati odnos industrije prema otpadu.
Do tada, svi mi možemo učiniti korak više: reciklirati staru elektroniku kroz sertifikovane programe i podržavati kompanije koje ulažu u održivi razvoj.
Jer ako već ne možemo izbjeći digitalno doba, možemo barem birati da ono ne ostavi trag u prirodi.
Jasmin Murić
Naslovna fotografija: Empa
