专栏名称: 高分子科学前沿
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一片“树叶”,发了一篇Science子刊!

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-12-02 07:50
    

主要观点总结

本文报道了一种用天然叶子来源的木质纤维素支架作为类分形结构,通过简单浸涂实现功能性材料自立薄膜的方法。这种方法无需复杂的化学改性,即可保持聚合物的生物降解性。作者展示了基于这种技术的回流焊接电路和有机电子设备的制造过程,证明了其可行性和环境友好性。这项研究为生物降解聚合物在电子领域的应用开辟了新途径。

关键观点总结

关键观点1: 全球电子垃圾问题

电子垃圾已成为全球环境问题,每年产生大量不可生物降解的废弃物。开发环保、可持续的电子设备和电路平台成为迫切需求。

关键观点2: 生物降解材料的探索

人们已探索了各种生物降解材料,如合成生物降解聚合物和天然生物聚合物。德累斯顿工业大学Rakesh R. Nair团队提出了一种使用天然叶子来源的木质纤维素支架作为类分形结构的方法,为生产具有低热稳定性的生物降解材料提供了新的途径。

关键观点3: Leaftronics技术的特点

Leaftronics技术利用天然叶子的木质纤维素支架作为成膜网格,通过简单的浸涂实现功能性材料自立薄膜的制造。这种方法无需复杂的化学改性,即可保持聚合物的生物降解性,同时具有良好的热稳定性和机械性能。

关键观点4: 电子设备的制造和应用

作者展示了基于Leaftronics技术的回流焊接电路和有机电子设备的制造过程,包括微控制器单元(MCU)的电路内编程和印刷有机电化学晶体管(OECTs)的制造。这些设备具有良好的性能和环境友好性。

关键观点5: 生物降解性和可持续性的优势

Leaftronics技术符合循环经济原则,设备在寿命结束后可以轻松回收和再利用。所使用的材料来源于自然界,可生物降解,有助于减少电子垃圾的产生,实现可持续发展。


文章预览

用树叶制造电路板! 全球电子垃圾 的积累速度现在已经超过每年5000万吨,预计在未来20到30年内将翻倍。电子元件焊接的衬底本身占废弃的已装配印刷电路板(PCB)总质量的两成至六成。这些衬底由于不可生物降解,是每年产生的电子垃圾的主要构成。2019年,全球电子垃圾仅有17.4%进行了收集和回收,剩下的82.6%(4430万吨)去向不明,未被追踪。 为了减轻对环境的影响,人们探索了各种生物降解衬底材料,这在之前的报告中已有记录。与相对昂贵且需要复杂加工的合成生物降解聚合物如聚乙交酯和聚乳酸相比,生物聚合物是天然存在的,由生物体产生。在这些材料中,纤维素作为一种陆生植物的结构单元,与木质素一起在自然界中大量存在,是地球上最普遍的生物聚合物。木质素和纤维素也是叶脉(由木质部和韧皮部囊泡组成)的主要结构成分。 ………………………………

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