Elektroniku z odpadu z gramofonových desek vyrobili pomocí 3D tisku vědci z Fakulty elektrotechnické Českého vysokého učení technického v Praze (FEL ČVUT) a Vysoké školy chemicko-technologické (VŠCHT). Podle vědců snižuje nový technologický postup oproti tradiční výrobě až o 60 procent tvorbu emisí a až o 90 procent toxicitu pro lidský organismus, informovala ČVUT v tiskové zprávě. Materiál pro projekt s názvem SELECT vědcům poskytla společnost GZ Media, největší výrobce vinylových desek na světě.
Postup využívá odpadní plast z výroby gramofonových desek pro výrobu desek plošných spojů, což jsou pevné izolační desky, které mechanicky drží a elektricky propojují elektronické součástky, například čipy nebo kondenzátory, pomocí vodivých měděných cestiček.
Tyto desky tvoří základ prakticky veškeré elektroniky a podle ČVUT patří k environmentálně nejnáročnějším částem elektronického průmyslu. Jejich výroba je spojena s velkou spotřebou chemikálií, energie i vody, problematická je rovněž jejich recyklace po skončení životnosti výrobků.
Z dat českých společností zabývajících se sběrem elektroodpadu, ke kterým patří Asekol, Elektrowin, Rema nebo Retela, vyplývá, že v České republice bylo loni sesbíráno přinejmenším 150.000 tun elektroodpadu.
„Naším cílem bylo najít technologii, která výrazně omezí využití toxických chemikálií a současně umožní využít plastový odpad jako cennou surovinu,“ popsal vedoucí výzkumného týmu FEL ČVUT Petr Veselý.
Vyhodnocení environmentálních dopadů nového technologického postupu vědci uskutečnili pomocí tzv. metodiky Life Cycle Assessment. Jedná se o metodu, která hodnotí dopad produktu na životní prostředí ve všech fázích jeho existence.
Polyvinylchlorid, známý pod zkratkou PVC, který se pro výrobu gramofonových desek používá, je podle Aleny Kadeřábkové z VŠCHT neměkčený a díky vysokému obsahu chloru přirozeně samozhášivý. „To nám umožnilo vytvořit materiál splňující bezpečnostní požadavky bez nutnosti přidávat další látky, které bývají ekologicky problematické,“ vysvětlila vědkyně.
Z odpadního materiálu výzkumníci připravili tiskový materiál jako náplň pro 3D tisk. Na tento recyklovaný substrát pak navázali vývojem výrobního postupu pro tvorbu elektronických obvodů. Technologie kromě 3D tisku využívá i speciální vodivé inkousty namísto obvyklých chemických procesů. „Výhodou je v tomto procesu úplná eliminace pájení či vodivého lepení součástek, což dále snižuje energetickou náročnost výroby,“ doplnil Veselý.
Podle Kateřiny Bartošové z FEL ČVUT by nová technologie mohla nalézt využití především u výroby běžné spotřební elektroniky. Podle vědců má ale prozatím svá omezení. Neumožňuje například výrobu velmi jemných struktur potřebných pro nejmodernější čipy. Výzkumníci dosud také nenašli vhodnou alternativu ke stříbrným vodivým inkoustům na bázi mědi, která by ekologickou stopu snížila ještě více.
Výzkumný tým proto chce pracovat na dalších technologických a materiálových vylepšeních, která by umožnila širší průmyslové využití takto vyrobené elektroniky, a to i po skončení projektu.
Projekt SELECT pro roky 2024 až 2026 podpořila Technologická agentura ČR z programu Prostředí pro život a Národního plánu obnovy.
