לחוקרים מאוניברסיטת רייס ומהמכון ההודי למדע יש רעיון לפשט את מיחזור פסולת אלקטרונית: לרסק אותה לננואבק.
באופן ספציפי, הם רוצים להפוך את החלקיקים לקטנים כל כך שהפרדת רכיבים שונים היא פשוטה יחסית בהשוואה לתהליכים המשמשים למחזור זבל אלקטרוני כעת.
Chandra Sekhar Tiwary, חוקרת פוסט-דוקטורט ברייס וחוקרת במכון ההודי למדע בבנגלור, משתמשת בטחנת קריו בטמפרטורה נמוכה כדי לפזר פסולת אלקטרונית - בעיקר השבבים, רכיבים אלקטרוניים אחרים ופולימרים שמייצרים להעלות לוחות מעגלים מודפסים (PCB) - לחלקיקים כל כך קטנים שהם לא מזהמים זה את זה.
אז אפשר למיין אותם ולעשות בהם שימוש חוזר, הוא אמר.
התהליך הוא הנושא של מאמר של Materials Today מאת Tiwary, מדען החומרים של רייס Pulickel Ajayan והפרופסורים של המכון ההודי, Kamanio Chattopadhyay ו-D. P. Mahapatra.
החוקרים מתכוונים להחליף תהליכים נוכחיים הכוללים השלכת אלקטרוניקה מיושנת למזבלות, או שריפה או טיפול בהם בכימיקלים כדי לשחזר מתכות וסגסוגות יקרות ערך. אף אחד מהם אינו ידידותי במיוחד לסביבה, אמר טיווארי.
"בכל מקרה, המחזור הוא חד-כיווני, וצריבה או שימוש בכימיקלים דורשים הרבה אנרגיה ועדיין משאירים פסולת", אמר. "אנחנו מציעים מערכת שמפרקת את כל הרכיבים - מתכות, תחמוצות ופולימרים - לאבקות הומוגניות ומקלה על שימוש חוזר."
החוקרים מעריכים כי מה שנקרא פסולת אלקטרונית תגדל ב-33% במהלך ארבע השנים הקרובות, ועד 2030 תשקול יותר ממיליארד טון.כמעט 80 עד 85 אחוז מהפסולת האלקטרונית רעילה לעתים קרובות מגיעה לשריפה או למזבלה, אמר טיווארי, והוא זרם הפסולת הצומח הכי מהר בארצות הברית, לפי הסוכנות להגנת הסביבה.
התשובה עשויה להיות גרסאות מוגדלות של טחנת קריו שתוכננה על ידי הצוות ההודי, שבמקום לחמם אותם, שומרת חומרים בטמפרטורות נמוכות במיוחד במהלך הריסוק.
חומרים קרים הם שבירים יותר וקלים יותר לריסוק, אמר טיווארי. "אנחנו מנצלים את הפיזיקה. כשאתה מחמם דברים, יש סיכוי גבוה יותר שהם ישתלבו: אתה יכול להכניס מתכות לפולימר, תחמוצות לפולימרים. בשביל זה נועד עיבוד בטמפרטורה גבוהה, וזה הופך את הערבוב לקל מאוד.
"אבל בטמפרטורות נמוכות, הם לא אוהבים להתערבב. התכונות הבסיסיות של החומרים - מודול האלסטי, המוליכות התרמית ומקדם ההתפשטות התרמית - כולם משתנים. הם מאפשרים להכל להיפרד ממש טוב", הוא אמר.
נבדקי המבחן במקרה זה היו עכברי מחשב - או לפחות ה-PCB שלהם. טחנת הקריו הכילה גז ארגון וכדור פלדה יחיד בדרגת כלי עבודה. זרם קבוע של חנקן נוזלי שמר על המיכל ב-154 קלווין (מינוס 182 מעלות פרנהייט).
כאשר מנערים אותו, הכדור מרסק תחילה את הפולימר, אחר כך את המתכות ולאחר מכן את התחמוצות בדיוק מספיק זמן כדי להפריד את החומרים לאבקה, עם חלקיקים ברוחב של בין 20 ל-100 ננומטר. זה יכול לקחת עד שלוש שעות, ולאחר מכן החלקיקים נשטפים במים כדי להפריד ביניהם.
"אז אפשר לעשות בהם שימוש חוזר", הוא אמר. "שום דבר לא מבוזבז."
