“00 后 ”章之涵，曾于 19 岁在好意思国佐治亚理工学院以最高荣誉取得本科学位。

如今，正在好意思国华盛顿大学计较机科学与工程学院读博的他和地方团队，又打造出一种可回收型印刷电路板，并建议一种能用于回收类玻璃化环氧树脂（Vitrimer）复合材料的无损扩张辨认款式，能已矣超 90% 的原料回收率，关系论文发在 Nature 子刊上。

图 | 本年 22 岁的章之涵（开头：章之涵）

跟着印刷电路板在电子行业的平淡应用，这项时刻有望在糜费斥地、工业斥地和医疗斥地的制造中得到扩充。

经过优化之后的可回收印刷电路板，具有与传统印刷电路板相匹配的电气性能和机械性能，不仅顺应工业尺度、而况耐化学蚀刻，能为回收电子计较机行业的团员物材料和复合材料铺平说念路。

据了解，Vitrimer 印刷电路板不错兼容现在印刷和制造电路的工业界尺度加工工艺，有后劲快速进步独立即替代传统印刷电路板，展望其本钱也和传统印刷电路板相似。

在 Vitrimer 印刷电路板的原材料上，课题组使用了现成的化学品，在原材料获取上较为方便。加工法子也与传统环氧树脂等工业分娩的材料大致相通，这标明 Vitrimer 印刷电路板在边界分娩上具有一定的本钱竞争后劲。

因此，该团队但愿本次建议的时刻和回收款式，或者匡助阻绝电子垃圾，助力于在轮回生命周期中重新诈欺这些材料，减少今后所需的塑料数目。

另据悉，Vitrimer 是一大类材料。本次使用的 Vitrimer 由环氧化物、酸和催化剂组成。通过改变这些化学功能团，不错调遣 Vitrimer 的特点，从而打造出来柔性 Vitrimer、以及耐高温 Vitrimer。

现在，该团队也正在开发 AI 用具，以便预测新合成的 Vitrimer 材料的性能，从而更好地针对宗旨应用来定制合成的原材料。

（开头：Nature Sustainability）

为什么烧毁并弗成取？

如今，东说念主类已将计较斥地融入各个方面，比如正在阅读这篇著作的你就正在使用手机或电脑。

计较斥地给东说念主类带来了马虎，然而假如回收要津处理不妥就会给地球带来职责。

如今，东说念主类每年产生近亿吨的电子垃圾（e-waste），是大众增长最快的垃圾流之一。

算作又名沟通普适计较的从业者，该团队但愿创造更多的计较斥地，以用于尚未被探索的应用场景，包括用于多样可穿着斥地和环境当然传感等。

印刷电路板（PCB，Printed Circuit Boards），存在于现在通盘计较斥地之中，亦然电子废料的主要组成部分之一。

印刷电路板，是一种由芯片、晶体管和其他电子元器件互连的物理基板，频繁由几层玻璃纤维和塑料和铜箔层压而成。

印刷电路板常常被遐想得具备防火性和防化学腐蚀性，这使它们畸形坚固耐用，但也基本上无法被回收诈欺。

由于印刷电路板中的塑料无法从玻璃纤维等辨认出来，因此毁灭的印刷电路板频繁堆积在垃圾填埋场，它内部的化学物资会渗透环境中进而耻辱大当然。

证明国度频繁将这些垃圾出口到发展中国度，巧合发展中国度的东说念主们和会过烧毁的形势，来索要电子产物中的珍摄金属比如金和铜来营利。

这也曾过不仅会变成糜费又含有毒性，特等是在烧毁印刷电路板的经过中，大部单干东说念主莫得任何保护要领。

（开头：Nature Sustainability）

既兼容传统工艺，又能细腻回收

2022 年，章之涵来到华盛顿大学读博。其时，他地方团队的互助者，正在开发新式可回收团员物（Vitrimer），并已将其用于航空航天复合材料。

章之涵地方团队领略到他们正在开发的 Vitrimer 材料是创建可回收印刷电路板的理想惩办决议。

在这种决议的提醒之下，还有望创造出具有近似工业界行业尺度性能的可回收印刷电路板，从而取代传统印刷电路板。

那么，为什么课题组驻守到了 Vitrimer？因为，传统印刷电路板是弗成回收的，原因在于传统印刷电路板使用了热固性塑料，这是一种近似于环氧树脂的材料。

一朝材料固化之后，环氧树脂分子就会形成强而密集的交联键，简直弗成能在不率性化学链的情况下理解它。

而 Vitrimer 在特定外界刺激下具有特有的特点，分子不错挪动并形成新的键，这使得材料不错建造机械损害。

更关键的是，它带来了回收材料并制作高质料二次原材料的契机。

使用 Vitrimer 仅仅惩办可回收电路版的第一步。因此，印刷电路板并不仅仅一层单一的材料，而是一种复合材料，由几层玻璃纤维与团员物层压在一皆组成。

是以，为了灵验回收包括玻璃纤维和团员物在内的原材料，必须遐想一种能将团员物与玻璃纤维辨认、但却不会率性它们的款式。

传统回收款式常常采纳烽火法或化学溶化法，章之涵等东说念主则将电路板浸入小分子溶剂中使其扩张，就像将明胶粉浸入水中它会扩张变后果冻雷同。

这么一来，Vitrimer 会和玻璃纤维发目生离。由于溶剂在此处并莫得和 Vitrimer 发生化学反馈，因此也不错重叠地使用溶剂。

一朝从玻璃纤维等辨认 Vitrimer，不仅不错回收玻璃纤维，还不错诈欺 Vitrimer 固有的可回收性，用来制造新的印刷电路板。

由于这一沟通标的伙同了绿色材料、器件、镶嵌式系统、东说念主机交互和应用机器学习。

因此，章之涵需要与不同系、不同组的学者互助。在本次名堂之中，他发现许多基础学科的沟通者，不太禁受“基于执行问题找解”的沟通形势。

后者合计基础科学的改动才是确凿的科研，而章之涵所作念的似乎更像是系统工程问题，并不是确凿的科学。

“其后，我领略到与其劝服他们禁受‘从实质问题启程，反推旅途和款式，再总结工业界考据决议可行性’的沟通念念路，不如向他们求教对于材料边界的常识，和他们一皆进化学实验室合成制造材料。”章之涵说。

大要半年之后，他发现我方的存眷徐徐感染了互助者们，他们也运转为本次名堂插足更多元气心灵和念念考。

（开头：Nature Sustainability）

最终，关系论文以《用于可合手续电子产物的可回收玻璃印刷电路板》（Recyclable Vitrimer-based printed circuit boards for sustainable electronics）为题发在 Nature Sustainability（IF 27.6）。

章之涵是第一作家，华盛顿大学的阿尼鲁达·瓦希什特（Aniruddh Vashisth）提醒和维克拉姆·艾尔（Vikram Iyer）提醒担任共同通信作家[1]。

图 | 关系论文（开头：Nature Sustainability）

与微软沟通院采集开展生命周期评估

此外，本次沟通之中课题组还和微软沟通院互助，进行了生命周期评估。

通过此，他们解释本次建议的 Vitrimer 印刷电路板与传统的印刷电路板比拟，对环境愈加有意。

（开头：章之涵）

在生命周期评估的经过中，章之涵等东说念主发现传统的生命周期评估用具使用门槛畸形高，而况畸形费时。

而要想已矣可合手续的普适计较，就需要新式的遐想用具，匡助沟通东说念主员在遐想经过中，就能针对可合手续性作念出决策，从而减少电子和计较斥地的环境足迹。

然而，这对于此前的生命周期评估用具来说是弗成能的。

因为所要评估的计较斥地，常常由盛大芯片和其他电子组件组成，这需要大批的半导体制造常识，而既懂得使用生命周期评估用具、又懂得上述专科常识的人人少之又少。

因此，章之涵认为要想针对可合手续性作念出奢睿决策，并不一定需要整个的打算，而是不错通过相对的比较遐想来完成。

同期，也不错诈欺特定专科边界的启发式款式来实行这些比较。基于此，他和地方团队又开发了一款名为 DeltaLCA 的交互式的计较遐想用具。

在该用具的匡助之下，不错通过对电子遐想进行比较分析，来惩办自动化生命周期库存生成和半导体开源数据可用性的双重挑战。

日前，关系论文以《DeltaLCA：电子遐想的比较生命周期评估》（DeltaLCA: Comparative Life-Cycle Assessment for Electronics Design）为题发表在外洋普适计较顶会 IMWUT（Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies）上[2]。

图 | 关系论文（开头：IMWUT）

章之涵是第一作家，维克拉姆·艾尔（Vikram Iyer）提醒担任通信作家。

参考而已：

1.Zhang, Z., Biswal, A.K., Nandi, A.et al. Recyclable Vitrimer-based printed circuit boards for sustainable electronics. Nat Sustain 7, 616–627 (2024). https://doi.org/10.1038/s41893-024-01333-7

2.Zhang, Z., Hähnlein, F., Mei, Y., Englhardt, Z., Patel, S., Schulz, A., & Iyer, V. (2024). DeltaLCA: Comparative Life-Cycle Assessment for Electronics Design. Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies, 8(1), 1-29.

3.https://homes.cs.washington.edu/~zzhihan/

运营/排版：何晨龙

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