溶于熱水的電路板誕生了，全球上百億的市場(chǎng)，有希望了

報(bào)道，芯片大廠英飛凌科技宣布攜手Jiva Materials推出基于天然纖維和無(wú)鹵聚合物的可回收和可生物降解印刷電路板（PCB）基板的演示和評(píng)估板Soluboard，將有助于減少電子行業(yè)的碳足跡，為電子行業(yè)可持續(xù)設(shè)計(jì)的測(cè)試做出重要貢獻(xiàn)。


1、可溶解于90℃熱水，碳排放量減少60%

據(jù)介紹，Soluboard所采用的PCB基材由總部位于英國(guó)漢普郡滑鐵盧維爾的初創(chuàng)公司Jiva Materials 開發(fā)，其材料由天然纖維制成，其碳足跡比傳統(tǒng)的玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧層壓板低得多。其有機(jī)結(jié)構(gòu)被封裝在無(wú)毒聚合物中，浸入熱水中時(shí)會(huì)溶解，只留下可堆肥的有機(jī)材料。這不僅消除了 PCB 浪費(fèi)和污染，而且還允許焊接到PCB板上的電子元件可以更好的得到回收和再利用。

Jiva Materials 首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Jonathan Swanston博士表示：“采用水基回收工藝可以提高貴重金屬的回收率。此外，用 Soluboard 替代 FR-4 PCB 材料將導(dǎo)致碳排放量減少 60%，更具體地說(shuō)，每平方米 PCB 可以節(jié)省 10.5 公斤碳和 620 克塑料。”電子廢棄物是世界上增長(zhǎng)速度最快的廢棄物之一，電子產(chǎn)品通常使用關(guān)鍵礦物和昂貴的組件，但是這些組件的使用壽命比電路板的壽命更長(zhǎng)。

目前電子垃圾的處理方式是破碎，然后焚燒或填埋，這會(huì)導(dǎo)致污染。Jonathan Swanston博士的想法是重新設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的層壓板，以便更容易回收。

Soluboard在熱水中分解后，就可以非常容易的回收——金屬、元器件、天然纖維和聚合物溶液。聚合物溶液可以通過(guò)家庭廢水處理進(jìn)行處理，纖維可以堆肥或再利用，金屬和元器件可以回收或再利用。


2、既是垃圾也是寶藏

超乎絕大多數(shù)人想象的是，被人們嗤之以鼻的電子垃圾其實(shí)有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。貴重金屬被廣泛用于電腦芯片、手機(jī)芯片的制作工藝當(dāng)中，價(jià)值約為每年兩百一十億美金。電子垃圾中的黃金占了全世界約7%的黃金總量！

顯而易見，如果我們能夠好好利用這一垃圾“黃金”，我們完全可以從這些看似一文不值且有害的東西里創(chuàng)造一筆巨大的財(cái)富。比如，從電子垃圾中提取的某些成分，可以再次被利用到電腦芯片的制作生產(chǎn)當(dāng)中，尤其是在2020-2021年的今天，半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)能不足、芯片產(chǎn)量降低，電子垃圾的原材料“淘金”工作顯得尤為重要。

貴重金屬被用于電子設(shè)備生產(chǎn)制造，但這些價(jià)值不菲的金屬卻最終被當(dāng)成垃圾埋入坑中。

除了直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值外，電子垃圾的金屬提煉工作還對(duì)全球可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。例如，如果我們放棄對(duì)電子垃圾中的重金屬進(jìn)行提取、再利用，那么整個(gè)地球的自然資源如銦和鉑將會(huì)在將來(lái)近20年的時(shí)間里被消耗殆盡。

目前用于電子垃圾處理的流行做法有兩種，火法冶金和濕法冶金，但這些方法成本不低，也不安全，同時(shí)還會(huì)進(jìn)一步加大環(huán)境污染。

然而，用細(xì)菌浸礦的方法處理電子垃圾卻是一種由來(lái)已久的做法。自古羅馬帝國(guó)時(shí)期以來(lái)，人類就開始嘗試通過(guò)包括細(xì)菌和真菌在內(nèi)的各種微生物，通過(guò)其生化作用來(lái)提取礦石中的金屬成分。

微生物能夠使得礦石成分和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，通過(guò)將礦石分解在“菌湯”之中，金屬成分就可以得到提取和凈化。這一過(guò)程需要的生物能數(shù)值極低且碳排放量也很低。在整個(gè)過(guò)程中并沒(méi)有有毒化學(xué)成分產(chǎn)生。總的來(lái)說(shuō)，相比于火法和濕法冶金術(shù)，微生物降解電子垃圾是一環(huán)境友好且安全的方法。

盡管生物降解非常有效，但涉及到具體化學(xué)原理相關(guān)知識(shí)還比較匱乏。本文的研究團(tuán)隊(duì)正在該領(lǐng)域進(jìn)行不斷嘗試，以期推出更多的、覆蓋面更廣的生物降解方法。

眾所周知，不同的金屬有不同的物理、化學(xué)性質(zhì)，不同的微生物亦有不同的生化性質(zhì)，因此，在兩兩匹配的過(guò)程當(dāng)中，研究者需要付出更多的心血和努力。在未來(lái)，如果要實(shí)現(xiàn)生物降解技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，僅憑研究員的努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，生產(chǎn)制造商、投資者的工業(yè)化和資金支持才是能夠推動(dòng)生物降解全面推廣的不可忽視的因素。


3、目前，國(guó)內(nèi)外主要采用了以下幾種方法：

二手交易：這是最節(jié)能和環(huán)保的方法，就是將舊的電子產(chǎn)品重新流入市場(chǎng)，讓它們繼續(xù)發(fā)揮作用。這樣可以減少新產(chǎn)品的生產(chǎn)和消費(fèi)，節(jié)約原材料和能源，并減少碳排放。但是，由于電子產(chǎn)品更新?lián)Q代速度快，二手價(jià)格低廉，以及隱私安全問(wèn)題等原因。

拆解回收：這是將電子垃圾分解成各個(gè)零部件，然后對(duì)不同的材料進(jìn)行分類和回收的方法。例如，對(duì)手機(jī)的處理可以分為屏幕、電池、電路板等部分，然后分別回收其中的金屬、塑料、玻璃等材料。這樣可以提高資源的利用率和價(jià)值，但也需要一定的技術(shù)和設(shè)備，以及規(guī)范的管理和監(jiān)督，避免二次污染和非法轉(zhuǎn)賣。

化學(xué)處理：這是將電子垃圾置于酸液或堿液中，使金屬?gòu)碾娮訌U物中溶解出來(lái)，然后通過(guò)萃取、沉淀、置換等過(guò)程提純和回收的方法。這種方法可以回收較高純度的金屬，但也會(huì)產(chǎn)生大量的廢液和有毒氣體，對(duì)環(huán)境和人體有害。

火法處理：這是將電子垃圾焚燒、熔煉、燒結(jié)等，去除有機(jī)成分和雜質(zhì)，富集金屬的方法。這種方法可以回收較多種類的金屬，但也會(huì)排放大量的煙塵和有害氣體，造成空氣污染和溫室效應(yīng)。

微生物處理：這是利用微生物的代謝活動(dòng)，使金屬?gòu)碾娮訌U物中溶出或沉淀出來(lái)，然后進(jìn)行回收的方法。這種方法具有工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、操作安全、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，但也存在浸出時(shí)間長(zhǎng)、效率低等缺點(diǎn)。

從上述方法可以看出，電子垃圾的回收處理是一個(gè)復(fù)雜而又重要的工程，需要多方面的合作和努力。目前，我國(guó)電子垃圾的回收率還不到20%，遠(yuǎn)低于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家。這主要是由于我國(guó)電子垃圾總量大、回收渠道少、管理不規(guī)范、技術(shù)不先進(jìn)等原因造成的。

為了提高我國(guó)電子垃圾的回收率和效率，我們需要從以下幾個(gè)方面著手：

建立合法、規(guī)范的電子垃圾回收體系，明確各方的責(zé)任和義務(wù)，加強(qiáng)監(jiān)管和執(zhí)法，打擊非法轉(zhuǎn)賣和傾倒行為。

發(fā)展先進(jìn)、環(huán)保的電子垃圾處理技術(shù)，提高資源利用率和質(zhì)量，減少能源消耗和污染排放。

增加對(duì)電子垃圾回收利用的政策支持和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)，鼓勵(lì)企業(yè)和個(gè)人參與回收活動(dòng)，提高回收價(jià)格和補(bǔ)貼力度。

加強(qiáng)對(duì)公眾的宣傳教育和引導(dǎo)，提高環(huán)保意識(shí)和責(zé)任感，倡導(dǎo)綠色消費(fèi)和生活方式，減少電子垃圾的產(chǎn)生。

總之，電子垃圾是一把雙刃劍，既有危害又有價(jià)值。我們應(yīng)該正確地看待和處理它們，既不能任其堆積污染環(huán)境，也不能浪費(fèi)寶貴的資源。只有這樣，我們才能實(shí)現(xiàn)電子垃圾的循環(huán)利用，為我們的社會(huì)和環(huán)境帶來(lái)更多的利益和福祉。