أحدث الباحثون في دريسدن ثورة في مجال الإلكترونيات باستخدام لوحات الدوائر المستدامة!

أحدث الباحثون في دريسدن ثورة في مجال الإلكترونيات باستخدام لوحات الدوائر المستدامة!

احتفلت جامعة دريسدن التقنية (TUD) بنجاح كبير: حصل الدكتور هانز كليمان على جائزة يواكيم هيرز لعام 2025. ويُمنح هذا التكريم المرموق لنهجه البحثي المبتكر في مجال لوحات الدوائر الحيوية والقابلة لإعادة التدوير. وتبلغ قيمة الجائزة المالية 500 ألف يورو، مما يجعل الجائزة واحدة من أهم الجوائز العلمية في العالم. وسيقام حفل توزيع الجوائز في هامبورغ في 30 سبتمبر 2025، ويخطط كليمان لاستخدام الأموال لتطوير أبحاثه نحو تطوير نموذج أولي. وهو يقود مجموعة "الأجهزة والأنظمة العضوية" في معهد الفيزياء التطبيقية في TUD، وبالتالي يدمج معرفته الواسعة بالتصميم المستدام للأنظمة الإلكترونية.

يهدف المشروع البحثي "UnbeLEAFable" إلى تطوير مواد جديدة للوحات الدوائر الكهربائية التي يمكن أن تحل محل البدائل التقليدية الضارة بالبيئة. يتم توليد حوالي 62 مليون طن من النفايات الإلكترونية في جميع أنحاء العالم كل عام، نسبة كبيرة منها ناتجة عن لوحات الدوائر المعاد تدويرها بشكل غير صحيح. تصنع لوحات الدوائر التقليدية من مواد خام غير متجددة ويصعب إعادة تدويرها بسبب تركيبها المعقد للمواد. تمت معالجة هذه المشكلة من خلال عمل كليمان، الذي يهدف إلى تقليل التأثير البيئي للنفايات الإلكترونية بشكل كبير.

النهج والمواد المستدامة

أحد الجوانب الأساسية لعمل كليمان هو تطوير لوحة دوائر مستدامة مصنوعة من ركيزة نباتية. ولا يمكن لهذا الحل المبتكر أن يقلل من النفايات الإلكترونية فحسب، بل سيكون له أيضًا تأثير إيجابي على المناخ. لقد وجد الباحثون في TUD أن الركيزة الأساسية للوحات الدوائر غالبًا ما تشكل ما يصل إلى 60% من الكتلة، وبالتالي تؤدي إلى جزء كبير من مشكلة إعادة التدوير. تتكون المواد الشائعة من مواد بلاستيكية غير قابلة للتحلل أو ألياف زجاجية معززة براتنج الإيبوكسي.

توفر الركيزة الجديدة المصنوعة من أوراق ماغنوليا بديلاً واعداً. جاءت فكرة استخدام الهياكل الورقية عندما نظر الباحث راكيش ناير إلى شجرة ماغنوليا. في إنتاج الركيزة، يتم استخدام اللجنوسليلوز، الذي يتم معالجته بالاشتراك مع البوليمرات القابلة للتحلل مثل إيثيل السليلوز. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام طلاء الشيتوزان لتحسين التصاق الأحبار الموصلة. والنتيجة هي ركيزة مرنة وشفافة وقابلة للتحلل ومقاومة للحرارة وتتوافق مع طرق التصنيع التقليدية.

الأهمية العالمية والتوقعات

التحديات في صناعة الإلكترونيات هائلة. في عام 2022، تم إنتاج أكثر من 62 مليون طن من النفايات الإلكترونية في جميع أنحاء العالم، ولكن تم إعادة تدوير أقل من خمسها. أحد الأسباب الرئيسية هو نموذج الإنتاج الخطي، الذي يستبعد المواد القابلة لإعادة التدوير ويساهم في مدافن النفايات. أصبحت البصمة البيئية لصناعة الإلكترونيات حرجة بشكل متزايد ومن الواضح أن الإصلاحات الأساسية ضرورية. تتبنى شركات مثل Apple وCisco وDell بالفعل أساليب دائرية وبرامج إعادة التدوير، لكن الشركات الصغيرة والمتوسطة تواجه تحديات كبيرة في تنفيذ الممارسات المستدامة.

وبالتالي فإن بحث الدكتور هانز كليمان يمكن أن يقدم مساهمة حاسمة في تحويل هذه الصناعة. وبما أن الحكومات والمستهلكين يتوقعون بشكل متزايد منتجات صديقة للبيئة، فإن تطوير مواد جديدة ومستدامة له أهمية كبيرة. تعد الاستثمارات في المواد الصديقة للبيئة والإنتاج الدائري ضرورية لتقليل البصمة البيئية للإلكترونيات. إن التطورات التي بدأها كليمان لن تؤدي إلى إحداث ثورة في صناعة الإلكترونيات فحسب، بل ستمكن أيضًا من إحداث تغيير جوهري في طريقة تصميم المنتجات وتصنيعها.

باختصار، لم يعد من الممكن تجاهل أهمية الاستدامة في صناعة الإلكترونيات. تساعد مبادرات العلماء مثل هانز كليمان في تمهيد الطريق لمستقبل أكثر صداقة للبيئة.

تقارير جامعة دريسدن التقنية, تقارير Plantresearch.de, تقارير أخبار الإلكترونيات.