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变废为宝电子垃圾合成新材料钢的外面硬度可提升125%

龙城装饰工程通讯 2024-12-17 0

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常日来说,「回收」的范例做法便是讲大量由单一材料制成的物品(例如铝罐或玻璃瓶)转化为更多物品。
但是,由于制成材料的繁芜性和多样性,因此,分离不同的材料并去除有害材料对付电子垃圾之类并不可行。

只管回收起来很困难,但就目前的环境来看,电子垃圾不得不回收。
首先,电子垃圾的数量越来越多——联合国最近的一项研究创造,2016 年,人类在环球范围内产生了 4470 万吨的电子垃圾;到 2021 年,这一数字将增长到 5220 万吨。
而且,许多罕有材料都存在在电子垃圾中,这些都是宝贵的资源。

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材料科学家 Veena Sahajwalla 说:

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(图片来自网络侵删)

我们已经形成了一种一次性的心态,也便是说,当我们利用某种东西直到它破坏,我们想的不是维修而是直接抛弃。
就不在须要它,或不再须要或不再想要它,然后我们将其摆脱”,他进一步阐明说, “如果我们拥有无限的资源和无限的处置空间,这样的处理办法当然没有问题,但重点是,事实并非如此。

Veena Sahajwalla 与他人联合创办了澳大利亚悉尼新南威尔士大学可持续材料研究与技能中央。

先前的研究表明,通过加热可以选择性地冲破和改造电子垃圾中不同材料之间的联系,从而形成新的环保材料。
例如,电子垃圾中的玻璃可用于有代价的硅质陶瓷,而塑料零件,则是很好的碳源。

Veena Sahajwalla 强调,这些废估中有很多有代价的元素可以转化为全新产品,这非常令人愉快,举一个例子,在一些电子垃圾中,如印刷电路板,含有 10% 至 20% 的铜,而铜矿最多仅含有 3%。

在这项新研究中,研究职员深入调查探究了铜和二氧化硅化合物的性子,这些化合物常日存在于破旧的印刷电路板和打算机显示器中。
研究职员预测,从电子垃圾中提取这些物质后,可以将它们结合在一起,形成一种耐用的新型稠浊材料,这可能可以保护金属表面免受堕落和磨损。

在详细的实验时,研究职员首先将旧打算机显示器屏幕和外壳上的塑料粉末加热到 1500 摄氏度,产生直径 10 至 50 纳米(十亿分之一米)的碳化硅线。
接下来,他们将这种物质与从电路板上回收的铜结合在一起,将稠浊物置于钢表面,然后加热至 1000 摄氏度。
这一步骤使铜熔化,从而在钢顶上形成了 1 微米厚的薄膜。
而且,研究职员还强调,该宽度的范围可以从微米级调度到纳米级。

换句话说,不同元素的构造结合创造了优于各自母材的新性能。
例如,金属材质的韧性好,但硬度差;相反,陶瓷的硬度高,但非常「脆」。
在理解了原材料的特性之后,通过设定不同的温度,奥妙地将这两种材料结合在一起,不仅可以回收利用有代价的材料,还可以创建一种具有陶瓷般硬度和金属般韧性的全新稠浊材料。
而且,这些材料完备可以从电子垃圾中网络,防止这些宝贵的资源被埋入垃圾场。

研究职员创造,在这种微米级厚的新型物质加持下,钢的表面硬度被提高了 125%。
其余,显微镜图像显示,当这种材料被敲击时,杂化层与钢保持稳定的结合,并不会轻易分裂或剥落。
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Veena Sahajwalla 表示:

很长一段韶光以来,人类一贯依赖采矿来获取所需的金属原材料,但同时,大量带有罕有金属的电子垃圾都被摈弃在废物填埋场。
因此,垃圾场可能会成为我们未来「开采」资源的利益所。

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