Sustainable tech solutions: Biodegradable Electronics

• 传统重金属材料会污染土壤和地下水。
• 可生物降解电子产品采用水溶性、生物相容性材料制成，在使用后可安全分解。
• 可生物降解电子产品可减少电子废弃物，提供环保的废弃方式，从而最大限度地减少污染和资源消耗。

随着全球对人工智能和机器人等众多领域的技术需求迅速增长，环境变化成为支持世界经济增长的一大担忧。根据气候观察统计，在人为温室气体排放（GHG）中，能源领域占全球总排放量的四分之三。约60%的温室气体仅来自10个国家，其中中国是最大的温室气体“贡献者”，排放量是美国的2.3倍，超过第二至第五名国家的总和。依赖电力和热量的技术行业和数据中心构成了最大的能源消耗数据库。月度二氧化碳浓度在2024年创下历史新高，达到426.91 ppm。保护我们的地球母亲迫在眉睫。

电子产品的生产涉及使用各种有害化学物质，如铅、镉和聚氯乙烯（PVC），这些物质可能渗入环境。制造过程排放大量温室气体，据估计，生产一部智能手机大约产生55至95千克的二氧化碳排放。此外，电子行业是主要能源消费者。根据国际能源署（IEA）的数据，该行业约占全球电力消费的20%。生产过程通常依赖化石燃料，从而加剧碳排放和气候变化。

可持续技术解决方案对于组织减少碳足迹、最大限度地减少资源消耗以进入可再生循环至关重要。在这篇专题中，我将讨论可生物降解电子产品（即使用寿命有限、使用后可分解为环保材料的电子产品）作为一种电子组件，在多个领域具有巨大潜力。 另见: Sustainable tech solutions: Biodegradable Electronics.

“Biodegrade（生物降解）”这个词看起来有些奇怪，但当你把它拆成“bio（生物）”和“degrade（降解）”，就知道这是一个降级、或者说分解和破裂的过程，这样就更容易理解了。可生物降解电子产品就像哆啦A梦会从口袋里掏出来给大雄看的产品，说：“这是一个你可以使用的电子产品，用完功能后它就会溶解！”但这是真实存在的——因为早在2009年，研究人员就已经发现了可生物降解材料。 另见: Ziggo集团任命领导人，备战2027年阿姆斯特丹上市.

塑料并不环保，正如我们现在所知，它是不可生物降解的。我们使用塑料袋装外卖，用塑料杯和吸管喝饮料，那么可生物降解电子产品用什么材料呢？可生物降解电子产品的应用包括医疗用途的心脏起搏器、农业用途的传感器、商业用途的消费娱乐设备，甚至用于生产无人机和机器人设备。它们采用水溶性、生物相容性材料制成，以可控方式溶解，这使其成为绿化电子产品和整体环境效益的理想之选。它们通常采用氧化锌或二氧化硅基填料，以提供更长的使用寿命。

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小测验

以下哪个选项不是可生物降解电子产品的应用？ 另见: Alejandro Estua.

A. 植入式传感器 另见: 亚历杭德罗·曼佐.

B. 无人机 另见: 亚历杭德罗·埃尔南德斯.

C. 心脏起搏器 另见: 亚历杭德罗·加尔萨.

D. 电子产品 另见: Alejandro Guerrero.

向下滚动查看答案。 另见: Alec Gramont.

可持续解决方案

可生物降解电子产品通常采用天然聚合物和对环境无害的材料制成，例如纤维素、壳聚糖和聚乳酸（PLA）。这些材料可以可持续地采购，最大限度地减少与传统电子产品相关的资源密集型提取过程的需求。例如，使用植物基聚合物可减少对化石燃料的依赖，显著降低电子产品生产的碳足迹。这一转变不仅有助于保护生态系统，还促进了材料重复使用和回收的循环经济。

传统电子产品的制造是能源密集型的，约占全球电力消费的20%，并导致大量温室气体排放。相比之下，可生物降解电子产品可以用更少的能源生产。研究表明，与传统材料相比，可生物降解材料通常可以在更低的温度和更少的能源下加工。能源消耗的减少意味着更低的碳排放，使可生物降解电子产品成为更气候友好的选择。

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更低的碳足迹

传统电子产品的生产往往涉及对工人和社区构成健康风险的有害物质。例如，不当处理电子废弃物可能将有毒物质释放到环境中，威胁公共健康。可生物降解电子产品通过使用在降解过程中不会渗漏有害物质的无毒材料来减轻这一风险。这种安全替代方案不仅保护环境健康，还确保了制造和处置阶段更安全的工作条件。

可生物降解电子产品为处置和回收开辟了新途径。传统电子产品由于使用的材料混合，往往需要复杂的回收过程。然而，可生物降解设备可以通过生物过程堆肥或分解，使其更容易回归环境。这一特点鼓励负责任的处置行为，并可能导致专门针对可生物降解材料的新型废物管理系统的发展。随着社区对这些选项的了解加深，它将促进可持续发展和环境责任的文化。

减少电子废弃物

传统电子产品带来的最大环境挑战之一是电子废弃物，2019年达到了5360万公吨。许多电子设备最终进入垃圾填埋场或被不当处置，导致铅和汞等有害物质污染土壤和水源。可生物降解电子产品通过随时间自然分解，减少了导致垃圾填埋场溢出的电子废弃物数量。由于材料可以安全分解，这些设备最大限度地减少了环境污染，并可显著减轻废物管理系统的负担。

“人工智能并非存在于真空中；它依赖于大量硬件资源，这些资源具有明显的环境足迹。意识到电子废弃物问题对于制定既能减轻负面环境影响、又能让我们享受人工智能进步成果的策略至关重要。”

Asaf Tzachor，以色列赖希曼大学可持续与气候研究员

可生物降解电子产品为推动电子行业绿色化提供了变革性机遇。通过解决电子废弃物、资源开采、能源消耗和有毒化学品使用等关键问题，这些创新技术可显著减少电子设备的环境足迹。随着该领域研发的不断推进，制造商、消费者和政策制定者有必要将可生物降解电子产品作为一种可行的替代方案。向可生物降解技术的过渡不仅支持环境保护，还促进了一个技术与自然和谐共存的可持续未来。

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D是正确答案。并非所有电子产品都使用可生物降解材料。