Công nghệ mới ngăn thiết bị cũ thành rác độc hại

Nghiền các bảng mạch thành bụi nano để tái chế, thu kim loại quý, sử dụng các vật liệu có thể tự hủy để sản xuất thiết bị điện tử... là những giải pháp mới được các nhà khoa học công bố, với mục tiêu không để rác thải điện tử tiếp tục là gánh nặng cho môi trường.

Theo nghiên cứu của Đại học Liên Hợp Quốc (Nhật Bản), mỗi năm thế giới thải ra 50 triệu tấn rác thải điện tử và chỉ 15% trong số này được xử lý. Khối rác thải chưa được xử lý hoặc xử lý không đúng cách sẽ trở thành một gánh nặng vô cùng lớn về môi trường, sức khỏe...

Nhận thức được điều này, trong vài chục năm qua, nhiều quốc gia, tổ chức quốc tế, công ty, nhà khoa học trên thế giới đã luôn nỗ lực tìm giải pháp xử lý rác thải điện tử.

Chẳng hạn, Công ty Redbox và Coinstar có trụ sở tại Washington, Mỹ đã thành lập chuỗi kiosk ATM thân thiện môi trường - nơi người tiêu dùng có thể bán lại những chiếc điện thoại cũ tại điểm họ đã mua chúng. Công ty này sau đó sẽ tân trang những bộ phận có thể dùng và tái chế những bộ phận khác để đảm bảo không gây hại môi trường.

Nhiều tổ chức trên thế giới cũng được thành lập để nâng cao nhận thức và kêu gọi thay đổi trong cách thức xử lý vấn đề rác thải điện tử, chẳng hạn như Đại học Liên Hợp Quốc và Cơ quan Bảo vệ môi sinh Mỹ (EPA) phối hợp tổ chức sáng kiến giải quyết vấn đề rác thải điện tử. Điều đáng mừng là gần đây, một số kết quả nghiên cứu về xử lý rác thải đã mở ra những hướng mới được kỳ vọng có thể góp phần giải quyết triệt để vấn đề này.

Sắp xếp máy tính bỏ đi ở một nhà máy tái chế rác thải điện tử mới mở ở Vũ Hán, Trung Quốc. (Ảnh: Reuters).

Nghiền rác điện tử thành bụi nano

Các nhà khoa học thuộc Đại học Rice, bang Texas, Mỹ đã tìm được cách tái sử dụng rác thải điện tử bằng việc nghiền nát bảng mạch thành bụi nano. Họ sử dụng máy nghiền chứa một buồng làm lạnh bằng khí nitơ (để ngăn những vật liệu nhạy cảm với nhiệt tan chảy, quyện lẫn vào nhau) cùng khí argon và một quả bóng thép nhỏ để nghiền nát các bản mạch thành dạng hạt tách rời với kích thước 20-100 nanomet (tóc người có đường kính từ 80.000-100.000 nanomet).

So với việc chôn lấp rác thải điện tử hay tái chế để thu kim loại thông qua hỏa luyện hoặc sử dụng hóa chất, biện pháp mới này được cho là kinh tế hơn nhiều. “Các cách xử lý rác điện tử khác là chu trình một chiều, việc đốt hoặc dùng hóa chất để xử lý rác thải gây tốn nhiều năng lượng hơn mà vẫn tạo ra chất thải. Chúng tôi giới thiệu một hệ thống có khả năng phá vỡ mọi hợp chất - ôxít, kim loại, polymer - thành bột đồng nhất và có thể tái sử dụng” - Chandra Sekhar Tiwary - thành viên nhóm nghiên cứu nói.

Sau khi nghiền lạnh, các hạt phân tử nano được cho vào nước để phân tách và tái sử dụng. “Không có gì bị bỏ phí cả” - Tiwary cho hay. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học mới chỉ sử dụng một máy nghiền lạnh có kích thước nhỏ. Tuy nhiên, họ hoàn toàn có thể tạo ra những chiếc máy có kích thước công nghiệp.

Làm chất bán dẫn bằng gỗ

Các nhà khoa học thuộc Đại học Rice, Mỹ đã thành công trong việc biến gỗ - vật liệu có khả năng tự hủy - thành một chất dẫn điện bằng cách chuyển bề mặt gỗ thành vật liệu graphene để dùng cho các thiết bị điện tử, thay vì sử dụng các vật liệu dẫn điện dễ gây ô nhiễm môi trường.

Để làm được việc này, một nhóm nghiên cứu do nhà hóa học James Tour đứng đầu đã sử dụng laser công nghiệp để tạo ra graphene trên khối gỗ thông trong môi trường giàu hydro hoặc khí trơ argon. Đây là phương pháp giúp tạo ra những mảng graphene nhiều lớp có độ linh hoạt cao. Do thiếu ôxy nên nhiệt độ từ tia laser sẽ không thiêu cháy miếng gỗ mà biến bề mặt của nó thành bọt graphene bám lên gỗ.

Các nhà khoa học hy vọng, họ có thể khai thác được đặc tính dẫn điện của graphene tạo ra từ gỗ thông - vật liệu thân thiện với môi trường, có khả năng tự hủy - để tạo ra các siêu tụ điện dự trữ năng lượng.

Làm chip bằng gỗ

Một con chip thông dụng được tạo nên từ một tấm silicon mỏng, có cấy những vật liệu khác nhau để tạo ra các vi mạch với đặc tính khác nhau (gọi là wafer) như đồng, một số loại hợp kim như GaSb, GaAs, GaP... Các vật liệu bán dẫn này khi bị thải loại ra môi trường sẽ gây ảnh hưởng lớn.

Nhóm nghiên cứu do Giáo sư Zhenqiang Ma - Đại học Winsconsin, Mỹ - đứng đầu đã tìm được cách dùng gỗ để làm chip máy tính, thay vì dùng wafer bằng silicon. Con chip của Giáo sư Ma sử dụng gỗ đã qua xử lý tạo thành các tờ giấy nanocellulose, có khả năng uốn cong làm wafer.

Theo ông, chất liệu nanocellulose sẽ giúp giảm số vật liệu chất bán dẫn cần dùng trên chip mà không làm ảnh hưởng tới tốc độ xử lý của vi mạch. Ngoài ra, con chip này có thể tự hủy, không gây hại tới môi trường.