Forscher im Vereinigten Königreich arbeiten daran, die Verwendung von Hanf und anderen Naturfasern als Ersatz für umweltschädliche Materialien in herkömmlichen Leiterplatten voranzutreiben.
Experten des in Waterlooville ansässigen Unternehmens Jiva Materials und der Universität Portsmouth erhielten kürzlich einen staatlichen Zuschuss zur Weiterentwicklung und Vermarktung des Konzepts, das auch in Deutschland und Schweden untersucht wurde.
Gedruckte Schaltungen (Printed Circuit Boards, PCBs), die von Herzschrittmachern bis hin zu Raketen eingesetzt werden, sind das allgegenwärtige, verborgene Gehirn der modernen Technologie. Die für Leiterplatten benötigten starren Laminate werden seit mehr als 70 Jahren aus stark umweltbelastendem Glasfaserepoxid hergestellt.
Am Ende ihres Lebenszyklus sind weniger als 50 % des Elektronikschrotts dieser Platinen wiederverwertbar, und der Gold-, Silber- und Platinanteil ist in der Regel zu gering, um ihn zurückzugewinnen.
Das Problem des Elektroschrotts
„Elektronik stellt weltweit ein wachsendes Abfallproblem dar“, sagte Jiva in einer Pressemitteilung, in der die Partnerschaft mit der Forschungsgruppe Advanced Polymers and Composites (APC) der Universität angekündigt wurde. „Im Durchschnitt erzeugt jeder Mensch auf der Welt jedes Jahr 7,5 kg (16,5 lbs) Elektroschrott. Man geht davon aus, dass 8 % des gesamten Elektroschrotts aus PCBs bestehen.
Die von Jiva und den APC-Forschern entwickelte Alternative wird durch die Imprägnierung von Naturfasern mit einem wasserlöslichen und halogenfreien Flammschutzmittel hergestellt, wodurch die Rückgewinnung elektronischer Komponenten, die wertvolle Materialien enthalten, bei der Entsorgung der Leiterplatten leichter möglich ist.
Vollständig recycelbare starre Leiterplattenlaminate auf der Basis von Naturfasern können im Vergleich zu Glasfaser- und Epoxidtechnologien einen um 60 % geringeren Kohlenstoff-Fußabdruck aufweisen und den Wert von kritischen Mineralien im Wert von 8 Milliarden Pfund (10 Milliarden Dollar), die jedes Jahr auf britischen Mülldeponien landen, reduzieren, so Jiva.
Vollständig kompatibel
Den Forschern zufolge sind die biobasierten Laminate voll kompatibel mit den bestehenden Prozessen, die bei der Leiterplattenherstellung erforderlich sind, wie z. B. Ätzen mit Säuren und Laugen, Galvanisieren, Bohren, Fräsen und Aushärten.
Jiva hat bereits eine wasserlösliche Leiterplatte aus einem Verbundstoff auf Flachsbasis hergestellt, die sich auflöst, wenn sie über einen längeren Zeitraum in heißes Wasser getaucht wird. Der Zuschuss wird es dem Forschungsteam ermöglichen, seine Studien über Flachs fortzusetzen und das Potenzial von Verbundstoffen auf Hanf- und Jutebasis zu untersuchen.
Die APC-Forschungsgruppe an der Universität Portsmouth ist Teil der School of Mechanical and Design, die sich durch Partnerschaften mit der Industrie auf die angewandte Forschung zu nachhaltigen Verbundwerkstoffen und deren Herstellung konzentriert.
„Innovate UK“-Finanzierung
Die Finanzierung stammt aus einer Wissenstransferpartnerschaft (KTP) im Rahmen von „Innovate UK“, einem Regierungsprogramm, das Unternehmen und Universitäten zusammenbringt, um innovative Initiativen zu verfolgen.
In Deutschland haben Forscher am Nagele-Forschungszentrum der Technischen Universität München Leiterplattenlaminate aus biobasiertem, mit Hanf- und Holzfasern verstärktem Thermoplast entwickelt. Auch das schwedische Forschungsinstitut RISE arbeitet an einem Projekt zur Entwicklung biobasierter Leiterplatten aus Hanf und anderen Naturfasern.