پلیمر‌های درخشان زیست تخریب‌پذیر به بازار می‌آید

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، پلیمر‌های درخشان - مواد منعطف با انتشار نور داخلی - طیف وسیعی از لوازم الکترونیکی مدرن از نمایشگر خودرو گرفته تا صفحه نمایش گوشی‌های هوشمند را روشن می‌کنند.

همانطور که فناوری پیشرفت می‌کند، مشکل تولید زباله‌های الکترونیکی نیز حادتر می‌شود. این دستگاه‌های دور ریخته شده، از جمله دستگاه‌هایی که با پلیمر‌های درخشان کار می‌کنند، در محل‌های دفن زباله انباشته شده و برای محیط زیست تهدید جدی ارزیابی می‌شوند.

اکنون گروهی از پژوهشگران به سرپرستی «Jie Xu» «جی ژو» از آزمایشگاه ملی آرگون در وزارت انرژی آمریکا، محلول جدیدی از پلیمر‌های درخشان ابداع کرده اند که نه تنها بازدهی انتشار نور بالایی دارند، بلکه زیست تخریب پذیر و قابل بازیافت هستند.

ژو گفت: «موفق شدیم این ماده را بدون آسیب رساندن به عملکرد، زیست تخریب پذیر و قابل بازیافت کنیم. این کار به عنوان یک معیار مهم در پرداختن به نیاز فوری به پایداری در طراحی الکترونیک آینده عمل می‌کند». 

ماده شیمیایی خاص 

راز این دستاورد در ادغام یک ماده شیمیایی خاص به نام «ترت بوتیل استر» نهفته است. این ترکیب به پلیمر اجازه می‌دهد تا در معرض حرارت یا اسید ضعیف به سرعت تجزیه شود. 

این دانشمندان تاکید دارند این ماده شیمیایی به دستیابی به خواص نوردهی زیاد در طول عملیات و بازیافت در پایان کمک می‌کند. 

آنها با استفاده از بازده کوانتومی خارجی که یک معیار عملکرد استاندارد است، خروجی نور ماده را ارزیابی کردند. نتایج با بازدهی الکترولومینسانس ۱۵.۱ درصد، شگفت انگیز بود. گفتنی است این رقم در مقایسه با پلیمر‌های درخشان قابل تجزیه موجود، ۱۰ برابر بیشتر است.

محققان پیش بینی می‌کنند می‌توان از این پلیمر در طیف وسیعی از کاربردها، از فناوری‌های فعلی مانند نمایشگر‌ها و تصویربرداری پزشکی گرفته تا امکانات کاملا جدید، استفاده کرد. مرحله بعدی شامل انتقال این ماده جدید از آزمایشگاه به بازار، با تلفن‌های همراه و صفحه نمایش رایانه به عنوان اهداف اولیه است.

علاوه بر قابلیت تابش نور عالی، پلیمر‌های درخشان دارای انعطاف پذیری و کشش قابل توجهی هستند که پتانسیل گسترده‌ای را برای انواع مختلف گجت‌های نسل بعدی به نمایش می‌گذارند.

اتکای فزاینده ما به دستگاه‌های دیجیتال منجر به تولید سیلی از زباله‌های الکترونیکی شده است. بازیافت این قطعات پیچیده و نیازمند منابع است. با گزینه‌های بازیافت محدود، این دستگاه‌ها اغلب در نهایت دفن یا دور ریخته می‌شوند و آسیب‌های شدیدی به محیط زیست وارد می‌کنند.

با وجود مزایای مالی بازیافت پلیمر‌های درخشان، ساختار مولکولی پیچیده آنها مانع از روش‌های بازیافت موثر شده است.

ژو گفت: «این صنعت ۴۶ میلیارد دلاری در سال، همچنان در حال رشد است. تا سال ۲۰۳۲ تخمین زده می‌شود رشد این صنعت به ۲۶۰ میلیارد دلار برسد. با این روش، می‌توانیم این نوع زباله‌های الکترونیکی را که در غیر این صورت در محل‌های دفن زباله انباشته می‌شوند، حذف کنیم».

این پلیمر جدید که برای پایداری طراحی شده است، می‌تواند تحت شرایط اسیدی ضعیف یا حرارت متوسط تجزیه شود. سپس اجزای آن را می‌توان استخراج، به مواد جدید، تبدیل، حلقه بازیافت را تکمیل و اقتصاد دایره‌ای برای صنعت الکترونیک ایجاد کرد.

این پژوهش با همکاری محققان دانشگاه شیکاگو، دانشگاه پردو و دانشگاه ییل انجام و نتایج آن در نشریه Nature Sustainability منتشر شده است.