ساخت یک برچسب الکترونیکی که پس از مصرف بازیافت میشود
تاریخ انتشار: ۱۶ بهمن ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۶۸۲۵۳۷
پژوهشگران «دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی» با طراحی یک برچسب الکترونیکی از جنس مواد پایدار و قابل بازیافت سعی دارند با مشکل روبهرشد زبالههای الکترونیکی مقابله کنند.
به گزارش ایسنا، دانشمندان با طراحی دستگاههای پوشیدنی که کاملا از مواد پایدار ساخته شدهاند، با مشکل روبهرشد زبالههای الکترونیکی مقابله میکنند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمیشوند!
به نقل از ادنوسد ساینس نیوز، زبالههای الکترونیکی یک تهدید دائمی برای سلامتی و محیط زیست هستند و نگرانیهای عمومی پیرامون تودههای پلاستیک به وزن میلیاردها پوند است که سالانه به اقیانوسها ریخته میشوند. فلزات سنگین و سایر مواد سمی ناشی از زبالههای الکترونیکی نیز از محلهای دفن زباله به محیط زیست میرسند و این مشکل را تشدید میکنند.
پژوهشگران «دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی»(NC State) میگویند، دستگاههایی که به طور همزمان قابلیت بازیافت و تجزیه زیستی داشته باشند، نادر هستند. اگرچه تجهیزات الکترونیکی که برای متلاشی و حل شدن در پایان عمر طراحی شدهاند، تا حدودی این مشکل را حل میکنند اما اجزای عملکردی آنها مانند بردهای مدار معمولا نه زیستتخریبپذیر هستند و نه قابل بازیافت.
برچسب پوشیدنی پایدارگروه پژوهشی دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی با طراحی یک برچسب الکترونیکی پوشیدنی که میتواند به طور همزمان کمپوست و بازیافت شود، سعی دارند با این مشکل مقابله کنند. بخش نرم دستگاه که زیرلایه نام دارد، از یک ماده زیستتخریبپذیر ساخته شده؛ در حالی که مدار الکتریکی از نانوسیمهای نقره قابل بازیافت تشکیل شده است. این راهبرد میتواند جلوی از دست دادن فلزات کمیاب و ارزشمند را بگیرد که معمولا در دستگاههای الکترونیکی یافت میشوند.
«یونگ ژو»(Yong Zhu) استاد دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و یکی از سازندگان این فناوری گفت: برچسب الکترونیکی را پس از توسعه بیشتر میتوان برای طیف گستردهای از کاربردها مانند نظارت بر سلامتی انسان، منسوجات الکترونیکی، نظارت بر عملکرد ورزشی، رباتهای نرم، پروتز و رابطهای انسان و ماشین استفاده کرد.
«اورلین ولو»(Orlin Velev) استاد دپارتمان مهندسی شیمی و بیومولکولی در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی گفت: ما کار خود را با ساخت بسترهایی به شکل لایههای ژل حاوی پلیمر زیستی «آگارز»(Agarose) اصلاحشده با گلیسیرین و سپس، چاپ کردن الگوهای نانوسیم نقره رسانا روی لایه ژل آگارز/گلیسیرین با استفاده از چاپ روی صفحه آغاز کردیم.
ولو، ژو و گروه آنها این برچسب الکترونیکی پایدار را به عنوان یک حسگر الکتروفیزیولوژیک آزمایش کردند. هنگامی که الکترودهای نانوسیم نقره روی مچ دست یا ساعد قرار گرفتند، سیگنالهای الکتروکاردیوگرام و الکترومیوگرافی را به خوبی الکترود ژل تجاری تشخیص دادند.
حتی زمانی که پوست کشیده، فشرده و پیچ خورده بود، آنها کار خود را درست انجام دادند. پژوهشگران، دلیل عملکرد دستگاه را سازگاری و کشش عالی آن میدانند.
گلیسیرین به عنوان یک نرمکننده عمل میکند، انعطافپذیری آگارز را افزایش میدهد و در عین حال، تجزیهپذیری آن را حفظ میکند. پژوهشگران گزارش دادند که گلیسیرین، قابلیت کشش لایه را از ۲۴.۸ درصد به ۶۸.۱ درصد افزایش میدهد. این درجه از انعطافپذیری برای ساخت دستگاهی که روی پوست پوشیده میشود، ضروری است.
در سطح مولکولی، شبکه پیوندهای هیدروژنی که بین آگارز و گلیسیرین تشکیل می شود، مسئول افزایش دادن کشش دستگاه است. این فعل و انفعالات بین هیدروژن و اکسیژن، از انتشار ترکها در طول کشش جلوگیری میکند.
دفع دستگاه و معایب آنپژوهشگران ادعا میکنند که مصرفکننده میتواند با خیال راحت این برچسب الکترونیکی را دور بریزد. لایههای ژل آگارز/ گلیسیرین پس از کمپوستسازی تجزیه میشوند و نانوسیمهای نقره، تهدید بزرگی برای محیط زیست محسوب نمیشوند. با وجود این، اگرچه دستگاه را میتوان به سادگی دور انداخت اما نانوسیمها در حالت ایدهآل بازیابی میشوند و مورد استفاده مجدد قرار میگیرند.
ژو گفت: پس از معرفی کردن گزینههایی برای جمعآوری و بازیافت دستگاهها، میتوان آنها را در یک مخلوط میکروبی حاوی یک فعالکننده کمپوست تجاری غوطهور کرد. دستگاه پس از ۶۵ روز با این روش به طور کامل تجزیه میشود. نانوسیمهای نقره را میتوان پس از تجزیه زیستی زیرلایههای آگارز/گلیسیرین جمعآوری کرد و دوباره مورد استفاده قرار داد.
نمونه کنونی این فناوری، معایبی نیز دارد که از جمله آنها میتوان به شسته شدن گلیسیرین از لایه، در صورت تماس بلندمدت با آب اشاره کرد. پژوهشگران خاطرنشان کردند که یک نرمکننده با وزن مولکولی بالاتر احتمالا میتواند این مشکل شستوشو را حل کند. ولو توضیح داد: اساسا هرچه وزن مولکولی بیشتر باشد، تمایل کمتری برای انتشار از طریق ماتریس آگارز و شستوشو وجود دارد.
محدودیت دیگر مربوط به میزان فشاری است که مدارها میتوانند تحمل کنند. ولو در مورد این موضوع توضیح داد: اگرچه لایههای پلاستیکی بسیار نرم و قابل انبساط هستند اما مدارهای چاپی بالای آنها، محدودیت خاصی را برای انبساط یافتن دارند. خوشبختانه، مدارهای نانوسیم چاپی میتوانند انبساط بیشتری را نسبت به نسخههای دیگری که روی پوست بیشتر قسمتهای بدن قرار میگیرند، تحمل کنند.
برای کمک کردن به محافظت از الگوی رسانا روی لایه، یک مانع بیرونی را نیز میتوان اضافه کرد. ژو گفت: پایداری الکترومکانیکی الکترودهای نانوسیم نقره چاپی را نیز میتوان با افزودن یک لایه از ژل بیوپلیمر به دستگاه بهبود بخشید.
پژوهشگران در مقاله این پروژه توضیح دادند که آنها این ویژگی را به منظور نظارت فیزیولوژیکی که در آن الکترودها باید در تماس مستقیم با پوست باشند، حذف کردند اما در آینده، این اصلاح میتواند برچسب را برای سایر برنامهها کاربردیتر کند.
ولو گفت: ما در این مرحله به دنبال پوشیدنیهای کاربردی بتنی نیستیم، بلکه هدف ما اثبات این اصل است که چنین دستگاههای نرمی را میتوان از مواد کاملا پایدار ساخت.
این پژوهش در مجله «Advanced Electronic Materials» به چاپ رسید.
کانال عصر ایران در تلگراممنبع: عصر ایران
کلیدواژه: برچسب الکترونیک بازیافت زباله های الکترونیکی برچسب الکترونیکی نانوسیم ها دستگاه ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را بهطور اتوماتیک از وبسایت www.asriran.com دریافت کردهاست، لذا منبع این خبر، وبسایت «عصر ایران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۶۸۲۵۳۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتیکه در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
جزئیات اجرای استاندارد «برچسب انرژی ساختمان» در ادارات
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از وزارت نیرو مسعود خانی در تشریح استاندارد دریافت برچسب انرژی برای ادارات گفت: اخذ برچسب انرژی برای ساختمانها براساس استاندارد ملی به تازگی به روزرسانی شده و در دستور کار شرکت توانیر قرار گرفته است.
وی ادامه داد: صنعت برق به دلیل اهمیت این موضوع و برای الگوسازی در کل کشور با امضای مدیرعامل شرکت توانیر به تمامی شرکتها و سازمانهای تابعه و وابسته شرکت توانیر در سراسر کشور ابلاغ کرده است تا بر اساس معیارهایی که در استاندارد مربوطه ذکر شده، نسبت به اخذ برچسب انرژی برای همه ساختمانهایشان اقدام کنند.
وی افزود: صنعت برق در کل کشور دارای ساختمانهای بسیاری است و این طرح بدون استثنا در کل کشور ابلاغ شده که به صورت سراسری برای تمامی ساختمانها در همه کشور انجام خواهد شد.
مجری طرحهای بهینهسازی شرکت توانیر درباره ادارات و شرکتهایی که این دستورالعمل را اجرایی کردهاند، تصریح کرد: این موضوع به شرکتها ابلاغ شده، از طرفی بروزرسانی این دستورالعمل به تازگی صورت گرفته است و باید گفت در این مدت کوتاه ۴ شرکت موفق به اخذ برچسب انرژی شدند. همچنین دیگر شرکتها هم در حال اخذ مشاور و مجری برای اجرای این دستورالعمل هستند.
خانی در خصوص ارگان ناظر بر این فرایند تشریح کرد: این نظارتها را سازمان استاندارد هر استان بر عهده دارد که در جریان اجرا ناظر فنی این دستورالعملها نیز هست و ممیزی براساس معیارهای استاندارد مربوطه انجام شده باشد.
وی افزود: در شرکت توانیر برای نظارت در اجرای ابلاغیههای مدیرعامل و اینکه زیرمجموعهها بتوانند کار را به انجام برسانند، حوزه مجری طرحهای بهینهسازی، نظارت و پایش را انجام میدهد و گزارشهای مربوطه را به اطلاع مدیرعامل شرکت توانیر میرساند.
خانی در پایان اظهار داشت: موارد و راهکارهایی پیش بینی شده است تا برای شرکتهایی که در این زمینه پیش قدم هستند، مزایایی در نظر گرفته شود و پیشنهادهایی نیز ارائه شده که گامهای بعدی را پس از اخذ برچسب انرژی در راستای بهبود رتبه انرژی هر ساختمان عملیاتی و اجرایی کنیم.
کد خبر 6090997 فاطمه صفری دهکردی