阿贡开发可生物降解的发光聚合物 有助于减少电子垃圾

盖世汽车讯 发光聚合物（一种含有发光分子的柔性材料）具有发光能力，以及出色的柔韧性和可拉伸性，在不同应用领域展现出巨大的潜力，如汽车导航显示屏和用于阅读文本的屏幕等。然而，这些电子产品报废后就会被丢进垃圾填埋场。回收电子垃圾十分复杂，相关工艺成本高且能效低。尽管回收关键的半导体材料存在经济因素，如本例中的发光聚合物，但由于它们在分子水平上的设计挑战，目前还难以做到这一点。

通过新方法设计既可以生物降解又能回收的发光半导体。（图片来源：阿贡实验室）

据外媒报道，为了克服这一挑战，美国能源部阿贡国家实验室（ Argonne National Laboratory）、芝加哥大学（University of Chicago）、普渡大学（Purdue University）和耶鲁大学（Yale University）的研究团队制定了一项策略，从一开始就设计具有高发光率且可生物降解、可回收的发光聚合物。 

研究人员将一种名为叔丁酯的化学物质加入到发光聚合物中，这些聚合物在暴露于热量或弱酸中时会分解。也就是说，这种化学物质有助于回收材料，同时保持高发光功能。随后，该团队通过设备来测试材料的外部量子效率（光源性能指标）。结果显示，该材料的电致发光效率高达15.1%，比现有可降解发光聚合物提高了10倍。当使用周期结束时，这种新聚合物能够在温和的酸性条件（接近胃酸pH值）或相对低热处理（大于410 F）下降解。而所得材料可以分离并制成新材料，以供未来应用。

项目负责人、纳米材料中心（美国能源部设于阿贡的科学用户设施办公室）研究人员Jie Xu表示：“我们能够让这种材料可生物降解、可回收，同时不影响其功能性。这项工作提供了重要基准，有助于满足未来电子产品设计对可持续性的迫切需求。”

该团队的目标是让未来的电子产品更具可持续性（更易于降解或回收），而不仅仅是为了实现当前功能而设计。研究人员预测，这种新型聚合物可以应用于现有技术，如显示器和医学成像，并有望实现新的应用。阿贡材料研究人员Yuepeng Zhang表示：“设计仍然与可加工性兼容，用户最终要在实际应用中使用它。”接下来，研究人员计划扩大该技术的规模，包括将其从实验室转移到手机和电脑屏幕等电子设备上并进行持续测试。

该团队指出，这只是整个过程的第一步，但对于减少电子垃圾来说非常重要。研究人员希望更多地关注如何设计可回收的电子产品，尤其是考虑到这种解聚反应的概念证明非常成功。Xu表示：“通过这种方法，我们可以消除相关类型的电子垃圾，否则它们会被堆积在垃圾填埋场。”