PCB是每個(gè)電子產(chǎn)品的組成部分。隨著電子小工具在我們生活的各個(gè)方面的使用增加以及由于它們的壽命縮短，一件事是電子廢物的數(shù)量增加。隨著物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及汽車領(lǐng)域高級(jí)駕駛員輔助技術(shù)的蓬勃發(fā)展，這種增長(zhǎng)只會(huì)加速。

為什么PCB浪費(fèi)是一個(gè)真正的問題

盡管PCB的設(shè)計(jì)可以使用很多年，但事實(shí)是，這些PCB占據(jù)優(yōu)勢(shì)的小工具正以驚人的頻率被更換。因此出現(xiàn)的一個(gè)關(guān)鍵問題是分解問題，導(dǎo)致許多環(huán)境問題。尤其是在發(fā)達(dá)國(guó)家，由于大量廢棄電子產(chǎn)品被運(yùn)往垃圾填埋場(chǎng)，它們將有毒物質(zhì)釋放到環(huán)境中，例如：

l汞–可能導(dǎo)致腎臟和大腦損傷。

l鎘–已知會(huì)導(dǎo)致癌癥。

l鉛–已知會(huì)導(dǎo)致腦損傷

l溴化阻燃劑（BFR）–已知會(huì)影響女性的荷爾蒙功能。

l鈹–已知會(huì)致癌

即使將板回收再利用，而不是將其扔進(jìn)垃圾填埋場(chǎng)，回收過程也是危險(xiǎn)的，并可能導(dǎo)致健康危害。另一個(gè)問題是，隨著我們的設(shè)備越來越小，越來越輕，將它們拆開以回收可回收部件是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。在撤回任何可回收材料之前，需要手動(dòng)清除所有使用的膠水和粘合劑。因此，該過程非常費(fèi)力。通常，這意味著將PCB板運(yùn)送到勞動(dòng)力成本較低的欠發(fā)達(dá)國(guó)家。這些問題的答案（電子設(shè)備堆積在垃圾填埋場(chǎng)中或它們被回收利用）顯然是可生物降解的PCB，可以大大減少電子廢物。

用瞬態(tài)金屬（例如鎢或鋅）代替當(dāng)前的有毒材料是朝這個(gè)方向邁出的一大步。伊利諾伊大學(xué)厄本那-香檳分校的Frederick Seitz材料研究實(shí)驗(yàn)室的一組科學(xué)家已著手制造一種功能完備的PCB，該PCB在暴露于水時(shí)會(huì)分解。PCB由以下材料制成：

l商業(yè)現(xiàn)貨組件

l鎂膏

l鎢膏

l羧甲基纖維素鈉（Na-CMC）底物

l聚環(huán)氧乙烷（PEO）粘結(jié)層

實(shí)際上，已經(jīng)使用由從香蕉莖和小麥面筋中提取的天然纖維素纖維制成的生物復(fù)合材料開發(fā)出了完全可生物降解的PCB。生物復(fù)合材料不含化學(xué)物質(zhì)。這些可生物降解的瞬態(tài)PCB具有與常規(guī)PCB相似的性能。還使用雞毛和玻璃纖維開發(fā)了部分可生物降解的PCB。

諸如碳水化合物和蛋白質(zhì)之類的生物聚合物是可生物降解的，但它們需要的自然資源（如土地和水）正在變得稀缺。還可以從農(nóng)業(yè)廢料（如香蕉纖維）中獲得可再生和可持續(xù)的生物聚合物，這些廢料是從植物莖中提取的。這些農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品可用于開發(fā)完全可生物降解的復(fù)合材料。

環(huán)保板是否可靠？

通常，“環(huán)保”一詞會(huì)讓人聯(lián)想到易碎產(chǎn)品的圖像，這不是我們希望將PCB與之關(guān)聯(lián)的屬性。我們關(guān)聯(lián)綠色PCB板的一些擔(dān)心包括：

l機(jī)械性能-環(huán)保型木板由香蕉纖維制成的事實(shí)使我們認(rèn)為木板可能像樹葉一樣脆弱。但是事實(shí)是，研究人員正在組合基板材料，以制造強(qiáng)度可與傳統(tǒng)板媲美的板。

l熱性能-PCB需要在熱性能上表現(xiàn)出色，并且不容易著火。已知生物材料具有較低的溫度閾值，因此從某種意義上說，這種恐懼是有充分根據(jù)的。但是，低溫焊料有助于避免此問題。

l介電常數(shù)-這是可生物降解板的性能與傳統(tǒng)板相同的領(lǐng)域。這些板所達(dá)到的介電常數(shù)完全在要求的范圍內(nèi)。

l在極端條件下的性能-如果將生物復(fù)合材料的PCB暴露在高濕度或高溫下，則不會(huì)觀察到輸出偏差。

l散熱-生物復(fù)合材料能夠散發(fā)大量熱量，這是PCB所需的特性。

隨著電子產(chǎn)品的使用越來越廣泛，電子垃圾將繼續(xù)增長(zhǎng)到驚人的程度。然而，好消息是，隨著對(duì)環(huán)保選項(xiàng)的研究進(jìn)一步發(fā)展，綠板將成為商業(yè)現(xiàn)實(shí)，從而減少電子廢物和電子回收問題。在我們與過去的電子廢物以及當(dāng)前的電子設(shè)備抗衡的同時(shí)，現(xiàn)在是我們展望未來并確保可生物降解PCB廣泛使用的時(shí)候了。