新型可自我修复电路板问世 或助减少电子垃圾

现代社会不断产生新的电子设备，但大量旧的电子设备并未被有效回收，且销毁过程容易产生影响人体和环境的有毒物质。美国一所大学研发出一款可回收和修复的新型电路板，有望减少废弃电路板和有毒物质的生成。

当代人们使用手机、电脑和家用电器等电子产品上，不断追求迭代更新，这导致大量旧设备沦为“电子垃圾”（E-waste），而电子垃圾的回收需要经历大量繁琐的工作，其中电路板和一些塑胶回收困难，且回报率和利润低，让整个回收工作雪上加霜，并造成电子垃圾持续增加。

据联合国发布的2024年报告显示，全球电子垃圾数量在过去12年里，从340亿公斤快速增加到620亿公斤，该重量相当于155万辆运输卡车，预计到2030年将达到820亿公斤，且其中仅20%（约138亿公斤）能被有效回收利用，这种情况可能将持续下去。

美国维吉尼亚理工大学（Virginia Tech）研发出一种新型电路材料，具备可回收、导电、可重构，以及损坏后可自我修复等特点，同时保留了传统电路板塑胶的强度和耐用性。该项研究在6月1日发表在《先进材料》杂志上。

研究团队以一种动态玻璃化聚合物Vitrimer为原料，与低熔点的液态金属（LM）液滴，合成一种新型的电路板（LM-Vitrimer）。整个过程，无需额外的催化剂或高固化温度，因此成型和重塑过程十分简单。

研究人员表示，Vitrimer聚合物是一种热固材料，能够提供电路板像塑胶一样的刚性、热固性、机械特性且具有重塑回收性质，而EGaIn液态合金（75wt.%镓，25wt.%铟）赋予电路板良好的导电性，功能类似传统电路板上的铜线电路，可以规划电路和通电方向。

研究人员测试LM-Vitrimer复合材料的机械强度和导电性。结果显示，1.5毫米（mm）厚的LM-Vitrimer电路板，可以承受9公斤重量的拉力，即使电路板弯曲成螺旋的情况下，依然能正常通电使用，支持稳定的电流和电压传输。

研究人员将Vitrimer合成“纯酯基环氧Vitrimer”，以测试它的可塑性、机械性和稳定性。结果显示，该材料十分稳定，最多可以承受80 MPa的拉伸强度，且能够在170°C至200°C温度间重塑，依旧保持良好的机械性能。

另外，他们测试LM-Vitrimer电路板的自我修复能力。结果显示，该电路板在受损的情况下也依然坚固耐用，只需短暂加热就可修复形状和电气功能。