Biến rác thải điện tử thành lớp phủ bảo vệ kim loại

Trong quy trình tái chế điển hình, một số lượng lớn các vật làm từ cùng vật liệu sẽ được chuyển đổi về vật liệu ban đầu. Tuy nhiên, phương pháp này không thể áp dụng với các thiết bị điện tử cũ, hay còn gọi là rác thải điện tử, bởi mỗi thiết bị chứa nhiều vật liệu khác nhau nhưng với lượng nhỏ mà chúng ta không thể phân tách được. Trên tờ ACS Omega, các nhà nghiên cứu cho biết đã thực hiện một chiến lược tái chế trên quy mô nhỏ nhằm chuyển đổi các bảng mạch in cũ và các bộ phận của màn hình máy tính thành một lớp phủ bảo vệ kim loại.

Dù còn gặp phải nhiều khó khăn, nhưng việc tái chế rác thải điện tử là hoàn toàn cần thiết bởi những lý do sau: Rác thải điện tử chứa nhiều chất có giá trị có thể sử dụng để điều chỉnh hiệu suất của các vật liệu khác hoặc sản xuất các vật liệu mới có giá trị. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng quy trình xử lý bằng nhiệt độ cao được định lượng kỹ càng có thể phá vỡ và thay đổi các liên kết hóa học bên trong rác thải một cách chọn lọc để tạo ra các vật liệu mới thân thiện với môi trường.

Bằng cách này, các nhà nghiên cứu đã biến hỗn hợp thủy tinh và nhựa thành gốm chứa silic điôxit có giá trị. Ngoài ra, họ còn dùng phương pháp này để thu lại đồng từ các bảng mạch. Dựa trên các đặc tính của các hợp chất đồng và silic điôxit, nhà nghiên cứu Veena Sahajwalla và Rumana Hossain đã phỏng đoán rằng các chất này, sau khi được tách ra từ rác thải điện tử, có thể kết hợp với nhau để tạo ra một vật liệu lai mới có độ bền lý tưởng để bảo vệ các bề mặt kim loại.

Bắt tay vào thực hiện, nhóm nghiên cứu nung nóng thủy tinh và bột nhựa từ màn hình máy tính cũ tới 1.500 độ C để tạo ra các dây nano silic cacbua. Sau đó, họ kết hợp dây nano này với các bảng mạch đã bị nghiền vụn, đặt hỗn hợp lên một chất nền thép và nung nóng tiếp ở 1.000 độ C. Ở nhiệt độ này, đồng sẽ tan chảy và tạo ra một lớp phủ lai giàu silic cacbua trên thép.

Nhờ lớp phủ bằng vật liệu lai này, độ cứng của thép cũng tăng lên 125%. Quy trình tái chế vi mô có chọn lọc này được nhóm nghiên cứu gọi là “vi phẫu vật liệu” và họ cho rằng nó có tiềm năng hô biến rác thải điện tử thành các lớp phủ bề mặt mới hiện đại mà không đòi hỏi các nguyên liệu thô đắt tiền.

Nguồn:https://www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200729124407.htm