- Традиционные тяжёлые материалы загрязняют почву и грунтовые воды.
- Биоразлагаемая электроника изготавливается из водорастворимых и биосовместимых материалов, что позволяет ей безопасно разлагаться после использования.
- Биоразлагаемая электроника сокращает объём электронных отходов, предлагая экологичные способы утилизации, которые снижают загрязнение окружающей среды и истощение ресурсов.
По мере стремительного роста мирового спроса на технологии в таких областях, как ИИ и робототехника, охрана окружающей среды становится одной из главных проблем для поддержания глобального экономического роста. Согласностатистике Climate Watch, на энергетический сектор приходится три четверти всех антропогенных выбросов парниковых газов (ПГ). При этом около 60 % ПГ выбрасывают всего 10 стран; Китай — крупнейший «вкладчик» в выбросы ПГ, его показатель в 2,3 раза превышает выбросы США и суммы показателей стран со второго по пятое место вместе взятых. Технологические отрасли и дата-центры, которые работают на электричестве и выделяют тепло, относятся к числу самых энергоёмких потребителей.Среднемесячные концентрации диоксида углеродадостигли рекордного уровня в 2024 году — 426,91 части на миллион (ppm). Защитить нашу Мать-Землю — тревожный призыв.
При производстве электроники используются различные опасные химические вещества, такие как свинец, кадмий и поливинилхлорид (ПВХ), которые могут попадать в окружающую среду. Производственный процесс приводит к значительным выбросам парниковых газов: по оценкам, производство одного смартфона сопровождается выбросами около 55–95 кг CO2. Кроме того, электронная промышленность — крупный потребитель энергии. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), на этот сектор приходится примерно20 % мирового потребления электроэнергии. Производственные процессы часто зависят от ископаемого топлива, что способствует выбросам углерода и изменению климата.
Устойчивые технологические решения необходимы организациям для снижения углеродного следа и сокращения потребления ресурсов с переходом на возобновляемый цикл. В этой статье я расскажу, как биоразлагаемая электроника — то есть электроника с ограниченным сроком службы, которая экологично разлагается после использования, — обладает большим потенциалом как электронный компонент для самых разных областей.
«Биоразлагаемый» — странное слово, но если разбить его на «био» и «разлагаемый», становится понятно, что речь идёт о процессе разложения, то есть распада. Биоразлагаемая электроника похожа на устройство, которое Дораэмон достал бы из кармана, чтобы показать Нобите, со словами: «Вот электронный прибор, которым можно пользоваться, а когда он выполнит свою функцию — растворится!» Но это реальность: биоразлагаемый материал был открыт исследователями ещё в 2009 году.
Пластик неэкологичен — как мы теперь знаем, он не биоразлагаем. Мы используем пластиковые пакеты для еды на вынос, пластиковые стаканчики и трубочки для напитков, а что используем для биоразлагаемой электроники?Применения биоразлагаемой электроникивключают медицинские кардиостимуляторы, датчики для сельского хозяйства, потребительские развлекательные устройства и даже производство дронов и робототехнических устройств. Они изготавливаются из водорастворимых и биосовместимых материалов, которые контролируемо растворяются, что делает их идеальными для экологизации электроники и приносит пользу окружающей среде в целом. Дляболее длительного использованияв них часто добавляют наполнители на основе оксида цинка или диоксида кремния.
Читайте также:Ключевая роль полупроводников в современной электронике
Быстрая викторина
Что из перечисленного не является применением биоразлагаемой электроники?
А. Имплантируемый датчик
Б. Дроны
В. Кардиостимулятор
Г. Электроника
Прокрутите вниз, чтобы увидеть ответ.
Устойчивое решение
Биоразлагаемые электронные компоненты обычно изготавливаются из природных полимеров и экологически чистых материалов, таких как целлюлоза, хитозан и полимолочная кислота (PLA). Эти материалы можно добывать устойчивым способом, что снижает потребность в ресурсоёмких процессах извлечения, связанных с обычной электроникой. Например, использование растительных полимеров уменьшает зависимость от ископаемого топлива и значительно снижает углеродный след производства электроники. Такой переход не только помогает сохранять экосистемы, но и способствует экономике замкнутого цикла, в которой материалы повторно используются и перерабатываются.
Производство традиционной электроники энергоёмко: на него приходится около20 % мирового потребления электроэнергии, и оно приводит к значительным выбросам парниковых газов. Биоразлагаемую электронику, напротив, можно производить с меньшими затратами энергии. Исследования показали, что биоразлагаемые материалы часто можно обрабатывать при более низких температурах и с меньшим расходом энергии по сравнению с традиционными аналогами. Такое снижение энергопотребления означает меньшие выбросы углерода, что делает биоразлагаемую электронику более климатически ответственным вариантом.
Читайте также:Dhipaya Insurance запускает инициативу «TIP GO GREEN» для продвижения ESG
Сниженный углеродный след
Производство обычной электроники часто связано с опасными веществами, создающими риски для здоровья работников и местных сообществ. Например, неправильная утилизация электронных отходов может высвобождать токсичные вещества в окружающую среду, угрожая здоровью людей. Биоразлагаемая электроника снижает этот риск, используя нетоксичные материалы, которые не выделяют вредных веществ при разложении. Такая безопасная альтернатива не только защищает окружающую среду, но и обеспечивает более безопасные условия труда на этапах производства и утилизации.
Биоразлагаемая электроника открывает новые возможности для утилизации и переработки. Традиционная электроника часто требует сложных процессов переработки из-за смеси используемых материалов. Однако биоразлагаемые устройства можно компостировать или разлагать биологическими процессами, что упрощает их возвращение в окружающую среду. Эта особенность поощряет ответственные методы утилизации и может привести к созданию новых систем обращения с отходами, разработанных специально для биоразлагаемых материалов. По мере того как сообщества узнают больше об этих возможностях, формируется культура устойчивости и экологической ответственности.
Сокращение электронных отходов
Одна из самых серьёзных экологических проблем традиционной электроники — электронные отходы, объём которых в 2019 году достиг53,6 млн метрических тонн. Многие электронные устройства попадают на свалки или утилизируются ненадлежащим образом, что приводит к загрязнению почвы и воды опасными веществами, такими как свинец и ртуть. Биоразлагаемая электроника предлагает решение: она естественным образом разлагается со временем, уменьшая количество электронных отходов, переполняющих свалки. Благодаря материалам, которые безопасно разлагаются, такие устройства сводят к минимуму загрязнение окружающей среды и могут значительно снизить нагрузку на системы управления отходами.
«ИИ не существует в вакууме: он опирается на значительные материальные ресурсы, которые оставляют ощутимый экологический след. Осведомлённость о проблеме электронных отходов крайне важна для выработки стратегий, снижающих негативное воздействие на окружающую среду и позволяющих нам пользоваться преимуществами развития ИИ».
Асаф Цахор, исследователь в области устойчивого развития и климата, Университет Райхмана, Израиль
Биоразлагаемая электроника представляет собой преобразующую возможность для экологизации электронной промышленности. Решая критические проблемы электронных отходов, добычи ресурсов, энергопотребления и использования токсичных химикатов, эти инновационные технологии способны значительно снизить экологический след электронных устройств. По мере развития исследований и разработок в этой области производителям, потребителям и лицам, принимающим решения, крайне важно рассматривать биоразлагаемую электронику как жизнеспособную альтернативу.
Переход к биоразлагаемым технологиям не только поддерживает сохранение окружающей среды, но и способствует устойчивому будущему, в котором технологии и природа гармонично сосуществуют.
Читайте также:Exowatt P3 обеспечивает дата-центры устойчивой и более дешёвой энергией
Ответ — Г. Не все электронные устройства используют биоразлагаемые материалы.