Recycling Elektronikbauteil mit eingebauter Selbstzerstörung

Forscher der Universität haben Elektronikelemente entwickelt, deren Schaltkreise sich per Hitze gesteuert auflösen lassen. Nach Eingang eines Funksignals zerstört sich das Bauteil binnen 20 Sekunden nahezu vollständig selbst. Ziel ist die Verringerung von Elektroschrott.

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Die weltweite Menge an Elektroschrott nimmt jährlich rasant zu. Bis 2017 sollen es nach einer Studie der gemeinnützigen Step-Initiative weltweit geschätzt 65,4 Millionen Tonnen sein. Diesen Mül effizient abzubauen oder zu recyclen gestaltet sich meist schwierig, da sich die einzelnen verbauten Elemente schlecht voneinander lösen oder wiederverwerten lassen.

Um diese Problematik zu adressieren haben Forscher der Universität Illinois in Champaign eine Methode entwickelt, die es erlaubt, per Hitze Elektronikelemente gezielt zu zerstören und somit Geräte schnell in einzelne Bestandteile aufzulösen. Diese Selbstzerstörung lässt sich über ein Funksignal auch ferngesteuert auslösen.

"Wir haben Elektronik demonstriert, die solange Bestand hat, wie sie benötigt wird, und fort ist, wenn man sie nicht mehr braucht", sagte Scott R. White, Professor für Luftfahrttechnik und Leiter der Forschungsgruppe. "Dies ist eine Methode, um eine Nachhaltigkeit für Materialien zu schaffen, die in der modernen Elektronik eingesetzt werden."

Bei den von der Forschungsgruppe entwickelten Bauteilen handelt es sich um Schaltkreise aus Magnesium, die auf dünne und flexible Kunststofffolien aufgedruckt wurden. Die so geschaffenen Platinen sind mit einer Wachsschicht überzogen, die einige Tropfen Säure enthält. Schmilzt das Wachs, setzt das die Säure frei und Kunststoff wie Schaltkreise zerfallen.

Der Zerfall kann über die Dicke der Wachschicht, die Konzentration der enthaltenen Säure oder die eingesetzte Temperatur gesteuert werden. Je nach eingesetzten Faktoren wird das Bauteil binnen 20 Sekunden oder über einen Zeitraum von mehreren Minuten hinweg zerstört. Mittels einer ins Gerät eingebauten, ferngesteuerten Heizspule kann die Selbstzerstörung auch per Fernsteuerung ausgelöst werden.

Laut White erlaubt dies eine größere Kontrolle darüber, welche Bestandteile eines Geräts betriebsfähig bleiben. Dies könnte etwa die Entwickler komplexer Gerätschaften erlauben, die selbsttätig auf Einflüsse in ihrer Umgebung reagieren. Außerdem könnten nach dieser Methode einzelne Schichten gezielt Zerstört werden, was eine anschließende Trennung und Wiederverwertung der übrig gebliebenen Materialien vereinfacht.

In einem YouTube-Video demonstrieren die Forscher ihre Methode in der Praxis. Im gezeigten Beispiel wird ein Elektronikelement bereits bei einer Temperatur von 55°C effektiv vernichtet.

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