زباله های الکترونيکی معضل مهم جهانی و راه مقابله با آن

در سالهای اخير وسايل الکترونيکی با شيبی رو به افزايش به قسمتی از زندگی روزمره ما بدل شده اند و به صورت ساعتی و دقيقه ای از تلفنهای هوشمند تا سنسورها، زباله های الکترونيکی به وجود می آید. براساس گزارش يکی از برنامه های محيط زيستی سازمان ملل مشخص شده که تقريبا 50 ميليون تن زباله الکترونيکی تنها در سال ميلادی جاری (2017) توليد خواهد شد که اين آمار نسبت به مقدار گزارش شده برای سال 2015 ميلادی 20 درصد افزايش نشان ميدهد. در ادامه با هیرمگ همراه باشید تا با یکی از جدیدترین روش های مقابله با این معضل آشنا شوید.

دکتر ژنان بائو، استاد مهندسی مواد دانشگاه استنفورد و تيمش به دنبال راهی برای ايجاد تغيير اساسی در ماهيت زباله های الکترونيکی هستند. او ميگويد: «در گروه پژوهشی مان سعی ميکنيم کارکرد پوست انسان را تقليد کنيم تا بتوانيم درباره آينده ساخت وسايل مختلف الکترونيکی تصميم بگيريم. پوست خاصيت کشسانی و انعطاف پذيری دارد، ميتواند خودش را ترميم کند و از همه مهمتر در محيط تجزيه ميشود. اين موارد گزينه های مطلوبی برای وسايل الکترونيکی به حساب می آيند.»

این تيم مطالعاتی يک وسيله الکترونيکی انعطاف پذير ساخته است که به سادگی و با اضافه کردن يک اسيد بسيار ضعيف مثل سرکه آشپزی تجزيه ميشود. دکتر تينگ لی از محققان پروژه ميگويد: «اين اولين نمونه از پليمرهای نيمه هادی با قابليت تجزيه پذيری در طبيعت است. علاوه بر اين پليمر که نوعی پلاستيک هادی و انعطاف پذير است، تيم تحقيقاتی يک مدار الکترونيکی و نوعی پيش ماده برای کاربرد در ساخت اجزای الکترونيکی، هر دو با خاصيت تجزيه پذيری، طراحی کرده است. اين پيش ماده اجزای الکتريکی را پشتيبانی ميکند و با توجه به انعطاف پذيری بالا برای کاربرد در سطوح نرم و سخت مناسب تشخيص داده شده و کل مجموعه به ترکيباتی بی خطر و غيرسمی قابل تجزيه است.»

دکتر بائو در گذشته الکترودهای انعطاف پذير ی را براساس مدل پوست انسان ابداع کرده بود. آنها می توانستند خم شوند و همچنين پيچ بخورند. بنابراين امکان کاربرد آنها روی پوست يا مغز در ابزارهای پزشکی موجود بود، ولی قابليت تجزيه شدن در محيط را نداشتند. بنابراين استفاده از آن اختراع برای کاربرد در ابزارهای قابل کارگزاری در بدن محدود ميشد. به گفته دکتر بائو، طراحی و ساخت مواد سخت که توانايی هدايت الکتريسيته را داشته باشند و همزمان تجزيه پذيری را از خود نشان دهند، يک چالش به حساب مي آمد. آنها مشغول بررسی چگونگی غلبه بر هر دو مشکل بودند، به گونه ای که بتوان ويژگی های مورد نظر را در کنار يکديگر داشت.

در نهايت تيم دريافت که با دستکاری ساختار شيميايی ماده قابل انعطاف تحت استرسهای ملايم شکننده ميشود. دکتر بائو شرح می دهد: «ما به اين ايده رسيديم که اين مولکولها را با کمک نوع ويژه ای از لينکاژ شيميايی بسازيم که می تواند قابليت انتقال نرم الکترونها را در طول مولکول حفظ کند. اين پيوند شيميايی همزمان نسبت به اسيد ضعيف حساس است. نتيجه توليد ماده ای بود که ميتواند سيگنالهای الکتريکی را حمل کند، اما بدون نياز به روشهای پيچيده شيميايی تجزيه شود.» 

اين محققان ماده ای ابداع کردند که مدار الکترونيکی را برقرار ميکند و همچنين يک پليمر سلولزی است. اين ترکيب همان ماده اوليه کاغذ است، اما برخلاف کاغذ، با دستکاری در ساختار فيبری سلولز آنچه حاصل شد، شفاف و قابل انعطاف و همزمان تجزيه پذير است. اين صفحه نازک به جريان الکتريسيته اجازه عبور ميدهد و امکان نصب روی پوست و حتی داخل بدن دارد.

تلفيق تجزيه پذيری و هدايت الکتريسيته پليمر و پيش ماده ابداعی آن را برای کاربرد در بازه گسترده ای از شرايط به گزينه ای مطلوب بدل ميسازد؛ و در ابزارهای پوشيدنی ديجيتالی با کاربردهای گسترده تا سنسورهای مختلف و استفاده در مطالعات در مقياس های بزرگ محيط زيستی قابل استفاده است. دکتر بائوی ميگويد: «اين ابداع راه را برای ساخت لايه های نازک، شفاف، راحت و نرمی می گشايد که ميتوان آنها را روی پوست نصب کرد و مجموعه ای از ويژگيهای مختلف مورد نظر از جمله فشار، قند و غيره را اندازه گيری و مورد پايش قرار داد. اين ابزار برای دوره معينی مثلا يک هفته يا يک ماه قابليت کاربرد دارد و در نهايت مجموعه ای از داده ها که جمع آوری آنها تاکنون با اين دقت ميسر نبوده، به دست می آيند.»  

اين تنها يک مورد از قابليت های بالقوه استفاده از اين نوآوری است. وجود پيش ماده قابل تجزيه، پليمرها و الکترودهای آهنی کل سيستم را برای کارگزاری در داخل بدن انسان سازگار می سازد. پليمر به ترکيباتی با غلظت بسيار پايينتر از آنچه در آب آشاميدنی يافت ميشود، ميشکند. البته با وجود تمام اين موارد، به گفته دکتر بائو به مطالعات بيشتری برای استفاده دائم از اين ترکيبات پليمری احتياج است.

اين ترکيبات را ميتوان در مناطق دورافتاده برای مطالعاتی در سطح وسيع به کار بست. يکی از محققان اين پروژه ميگويد: «به عنوان مثال ميتوان سنسورهای تجزيه پذير را که برای محيط زيست سمی نيستند، با کمک هواپيما روی منطقه مورد مطالعه پخش و سپس با کمک آنها داده های موردنظر را جمع آوری کرد. در اين حالت هزينه های کارگزاری و جمع آوری سنسورها و نيروی کارگری لازم کاهش می يابد، محيط زيست آلوده نميشود و داده های دقيقی به دست می آيد.»

مطالعه بیشتر :   بهترین تفنگ ها در طول تاریخ (۱)
فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب
 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *