Вчені знайшли безпечну альтернативу токсичному свинцю в електроніці

Керамічні елементи можуть замінити свинець в електронних пристроях.

Німецькі вчені з Інституту Вейцмана розробили нетоксичну кераміку з церію і цирконію, яка здатна стати альтернативою отруйному свинцю, що застосовується в електроніці. Дослідження опубліковано в науковому журналі Nature Communications.

Новий матеріал належить до класу речовин, які деформуються під впливом електричного поля, піддаючись напругам і навантаженням.

Наприклад, у стільникових телефонах невелика деформація, викликана напругою, може запустити процес зарядки або перемістити лінзу для створення автофокусу. У промислових струменевих принтерах пластина згинається під час подачі напруги, викидаючи контрольовану кількість чорнила.

Наразі матеріали, які піддаються таким деформаціям – вони відомі як електростриктори або п’єзоелектрики, залежно від механізму, що лежить в основі, – залишаються основним джерелом забруднення свинцем. Оскільки електрострикційні та п’єзоелектричні компоненти, як правило, занадто малі для перероблення, тонни свинцю регулярно опиняються на звалищах.

Команда виявила, що за певних обставин електрострикційний ефект оксиду церію виявився приблизно в 100 разів сильнішим, ніж очікувалося згідно з відомими даними. При додаванні цирконію електрострикція збільшилася у 200 разів.

За словами вчених, сировина для нової кераміки дешева і легкодоступна. І церій, і цирконій відносно поширені в земній корі та видобуваються по всій планеті для різних промислових застосувань. Оксид церію, наприклад, зазвичай використовують у порошкоподібній формі для полірування лінз і як каталізатор у каталітичних нейтралізаторах – пристроях, які знижують шкідливі викиди в автомобілях.

Дослідники зазначили, що створений ними матеріал поки недостатньо вивчений для практичного застосування. Для уточнення його властивостей потрібні додаткові експерименти.