Учёные создали полностью перерабатываемые 3D-печатные платы с жидким металлом

Группа исследователей из Университета Мэриленда, Технологического института Джорджии и Университета Нотр-Дам разработала новый метод 3D-печати печатных плат (PCB) с использованием полностью перерабатываемых материалов. Это означает, что плату можно создать, растворить, а затем повторно использовать все материалы для производства новой платы.

Согласно научной работе, опубликованной на ResearchGate, технология под названием DissolvPCB использует поливиниловый спирт (PVA) в качестве материала для печати подложки с полыми каналами, куда затем вводится эвтектический сплав галлия и индия (EGaIn) в жидком состоянии.

«Печатная плата может быть погружена в воду, где PVA полностью растворяется. Это позволяет легко отделить компоненты и извлечь жидкий металл, а также восстановить PVA из раствора для повторной экструзии», — поясняют исследователи.

Учёные добились впечатляющих показателей восстановления материалов: до 99,4% для PVA и 98,6% для EGain. Технология особенно полезна для экспериментов и прототипирования, поскольку устраняет необходимость заказывать или печатать новые платы для каждой итерации.

В отличие от традиционных FR-4 PCB, которые требуют сложной многоэтапной переработки с использованием опасных химикатов и высоких температур, новая методика значительно более экологична. Команда также разработала плагин для FreeCAD, который автоматически конвертирует проекты из KiCad в формат, совместимый с FDM 3D-печатью.

Технология поддерживает токи до 5А (максимальный ток по стандарту USB-IF) и высокочастотные сигналы до 10 МГц, что делает её пригодной для синхронизации и тестирования устройств. Хотя такие платы не подходят для долговечной электроники вроде смартфонов, они идеальны для инженерных лабораторий и мастерских, где часто экспериментируют с разными схемами.

Интересный факт: по данным ООН, ежегодно в мире образуется около 50 миллионов тонн электронных отходов, и лишь 20% из них перерабатываются должным образом. Новая технология может внести существенный вклад в решение этой проблемы.