Разработка биоразлагаемых электронных устройств, рассчитанных на сокращение электронной нагрузки на окружающую среду, может иметь непредвиденные экологические последствия: некоторые материалы при распаде способны образовывать микропластик. К таким выводам пришли исследователи из Northeastern University, опубликованные в журнале npj Flexible Electronics.
Биоразлагаемая электроника, также известная как Transient electronics, создаётся из материалов, способных разрушаться под действием влаги, тепла или биологических факторов после завершения срока эксплуатации. Такие устройства разрабатываются для снижения объёма электронных отходов и включают, в частности, сенсоры, временные медицинские приборы и компоненты с ограниченным сроком службы.
В своей работе исследователи проанализировали два устройства — частично разлагаемый датчик давления и полностью разлагаемый фотодетектор. В ходе экспериментов они выявили, что один из полимеров, PEDOT:PSS, который широко применяется в гибкой электронике и медицинских приложениях, может сохраняться в окружающей среде более восьми лет. При его разрушении образуются фрагменты, сходные по размеру и природе с микропластиком, что вызывает опасения по поводу воздействия на почву и экосистемы.
— Необходимо внимательно подходить к выбору материалов, — объясняет профессор Равиндер Дахия, один из авторов исследования.
Он указывает, что при размещении таких устройств в почве важно понимать, обогащает ли их распад почву или, наоборот, создаёт стойкие вредные фрагменты, которые могут негативно повлиять на окружающую среду.
В противоположность материалу PEDOT:PSS, полимеры на основе целлюлозы или шелка демонстрируют более высокие скорости разложения, а продукты их распада не считаются опасными для окружающей среды. В исследовании подчеркивается важность правильного подбора материалов и оценки их свойств, включая скорость разложения и характер образующихся побочных продуктов.
Рынок биоразлагаемой электроники растёт на фоне усиливающегося интереса к устойчивым технологиям и переработке электронных отходов. По оценкам экспертов по анализу рынка, объём этого сегмента уже достигает сотен миллионов долларов и продолжает расти в ближайшее десятилетие, чему способствуют повышение нормативных требований и спрос на экологичные решения.
Специалисты отмечают, что если биоразлагаемые компоненты действительно приводят к образованию микропластических частиц, это поднимает вопросы о реальных экологических преимуществах таких технологий и необходимости строгой экологической оценки материалов на всех этапах жизненного цикла.