مواد ترکیبی از زباله های الکترونیکی قابل بازیافت می توانند سختی فولاد را 125٪ تقویت کنند
یک مطالعه جدید نشان می دهد که زباله های الکترونیکی می توانند به روکش های محافظ قوی برای فولاد استفاده شوند.
بازیافت به طور معمول مقادیر زیادی از اقلام ساخته شده از یک ماده واحد، مانند قوطی های آلومینیومی یا بطری های شیشه ای را به موارد مشابه تبدیل می کند. با این حال، این رویکرد برای زباله های پیچیده مانند زباله های الکترونیکی امکان پذیر نیست، زیرا حاوی مواد مختلف زیادی است که به راحتی نمی توان آنها را جدا کرد.
هنوز دلایل زیادی برای بازیافت زباله های الکترونیکی وجود دارد. به عنوان مثال، مقدار فزاینده ای از آن وجود دارد – سازمان ملل متحد دریافت که در سال 2016 افراد 44.7 میلیون تن زباله الکترونیکی در جهان ایجاد کرده اند و انتظار دارند که تا سال 2021 به 52.2 میلیون تن برسد. علاوه بر این، وجود فلزات گرانبها در زباله های الکترونیکی بسیار محدود و سمی بوده این واقعیت موجب نگرانی در مورد کارگران کودک که در بین این زباله های سمی در حال کار هستند شود.
مدیر مرکز تحقیقات و فناوری مواد پایدار در دانشگاه نیو ساوت ولز در سیدنی، استرالیا بیان داشت : برای این رویکرد بازیافت کامل نیازمند منابع نامحدود و فضای نامحدودی برای دفع هستیم اگر امکان چنین چیزی فراهم شود، این بازیافت خوب خواهد بود، اما در حال حاضر توانایی این کار را نداریم.
تحقیقات قبلی نشان داد که استفاده دقیق از گرما می تواند بطور انتخابی پیوندهای شیمیایی موجود در زباله های الکترونیکی را بشکند و مواد جدید سازگار با محیط زیست را شکل دهد. برای مثال، مخلوط شیشه و پلاستیک می تواند در سرامیک های با ارزش سیلیکون با ارزش استفاده کند.
Sahajwalla می گوید: بسیار با ارزش است که از این مواد زاید دارای عناصر با ارزش زیادی هستند که می توانند به محصولات جدید تبدیل شوند.برای مثال فقط، بعضی از انواع زباله های الکترونیکی مانند تخته های مدار چاپی بین 10٪ تا 20٪ مس دارند، در حالی که سنگ مس تنها تا 3٪ دارد.
در مطالعه جدید، محققان خواص ترکیبات مس و سیلیس را که اغلب در صفحه های مدار چاپی قدیمی و مانیتورهای رایانه وجود دارد، بررسی کردند. آنها گمان می کردند پس از استخراج این مواد از زباله های الکترونیکی، آنها می توانند برای ایجاد یک ماده ترکیبی با دوام و جدید با دوام بالقوه که برای محافظت از سطوح فلزی در برابر خوردگی و سایش مفید است، ترکیب شوند.
ابتدا محققان شیشه و پودر پلاستیک را از روی صفحه نمایش ها و پوسته های مانیتور قدیمی تا 1500 درجه سانتیگراد گرم کردند و سیم های کاربید سیلیکونی از 10 تا 50 نانومتر تولید کردند. سپس این نانوسیمهای سرامیکی را با مسی که از مدار های بازیافتی به دست می آید ترکیب کردند، مخلوط را روی یک سطح فولادی قرار دادند و سپس آن را تا 1000 درجه سانتیگراد گرم کردند.
این پیوند ساختاری عناصر مختلف، خواص جدیدی را ایجاد می کند که از مواداولیه آلیازی نیز برتر است. به عنوان مثال فلز دارای ساختار و استحکام خوبی است اما درجه سختی ضعیفی دارد. در مقابل، سرامیک از سختی بالایی برخوردار است اما بسیار شکننده است. ترکیب این دو ساختار با موفقیت با انتخاب دمای مناسب پس از فهمیدن مواد اولیه، می تواند یک ماده ترکیبی کاملاً جدید ایجاد کند که سرامیکی مانند سختی فلز را ایجاد کند.
دانشمندان دریافتند که این لایه ترکیبی و ضخیم که در حد میکرون است، میتواند سختی سطح فولاد را حدود 125٪ افزایش می دهد. علاوه بر این، تصاویر میکروسکوپ نشان داد که وقتی این لایه ترکیبی با یک تورفتگی به اندازه نانو برخورد کرد، بدون ترک خوردن یا خرد شدن، به طور محکم به فولاد پیوند می خورد.
Sahajwalla می گوید: مدت طولانی است که ما برای تهیه مواد اولیه مورد نیاز خود به معدن اعتماد کرده ایم و بخش عمده ای از زباله های خود را به محل دفع زباله انداخته ایم.در آینده، ممکن است برای تامین منابع خود در همان مناطق از دفن زباله استخراج کنیم.
Sahajwalla و همکارش Rumana Hossain یافته های خود را بطور آنلاین در 13 ژوئیه در مجله ACS Omega شرح دادند.
با رفتن به صفحه اینستاگرام با ما در ارتباط باشید. برای به روز ماندن با آخرین راهنماهای بازی PC، اخبار و نظرات خود را در nabzedigital در توییتر دنبال کنید.
منبع:spectrum
