Клей вместо припоя: химики сделали проводящий материал, который можно «отклеить» обратно
Обычно электроника собрана так, что разобрать её обратно — отдельная проблема. Компоненты припаяли, приклеили, залили компаундом — и всё. Сломалось устройство, устарела плата, нужно извлечь ценные металлы — дальше идёт грубая механика, нагрев, растворители, дробление, химическое выщелачивание. Материал вроде дорогой, но достать его обратно тяжело.
Исследователи из Newcastle University предложили обходной путь: электропроводящий обратимый клей. Он соединяет компоненты почти как припой, но соединение можно разорвать мягкой химической обработкой — ацетоном или щелочным раствором.
Состав водный, однокомпонентный, без органических паров и отдельного отвердителя — по технологии ближе к краске, чем к классическому клею. Только вместо пигмента в систему вводят серебряные наночастицы. Именно они отвечают за проводимость. В работе разбирают варианты с 11, 13, 16 и 20 об.% серебра — авторы играют не с количеством как таковым, а с тем, как внутри полимерной матрицы формируется проводящая сеть.
[фото: СЭМ-снимки поперечного среза клея с (a) 11, (b) 13, (c) 16 и (d) 20 об.% серебряных наночастиц (формулировки с 32 масс.% мономера). Масштабная метка — 10 мкм. Credit: Advanced Electronic Materials (2026), DOI: 10.1002/aelm.202500617]
Это вопрос перколяции, и на снимках он виден глазом. На кадре (a) с 11 об.% серебра частицы сидят в полимере отдельными светлыми островками — сплошной сети между ними нет, электрону некуда идти. На (b) с 13 об.% серебро уже образует группы, но сеть рыхлая. К 16 об.% (c) частицы начинают сцепляться в связанные кластеры с мостиками между ними, а на (d) с 20 об.% это уже плотная упаковка серебра с минимальными зазорами — морфология, при которой материал стабильно проводит. По сути, четыре кадра — это и есть наблюдение порога перколяции в одном поле зрения. Логика та же, что и с дефектами в арамидной нити: отдельные слабые участки ещё не убивают продукт, но если они складываются в связанный путь, система ведёт себя совсем иначе.
Второй момент — обратимость адгезии. Обычный клей проектируют как «приклеил и забыл»: чем прочнее и необратимее, тем лучше. Для электроники это уже не всегда плюс. Если соединение нельзя аккуратно разобрать, ремонт и переработка превращаются в борьбу с материалом. Новый клей держит компоненты при штатной работе, но при нужном химическом воздействии отпускает их. Авторы отдельно отмечают, что материал работает на металлах, пластиках и печатных платах, а от влажности сам по себе не разрушается.
Электронных отходов в мире уже около 62 млрд кг в год, перерабатывается меньше четверти. Внутри — серебро, медь, редкоземельные элементы. Но современная электроника собрана так, как будто её никто и не собирался разбирать.
С серебром история отдельная. Руководитель проекта Mark Geoghegan формулирует мотив прямо: серебро в обычных проводящих клеях работает хорошо, но оно дорогое и токсично для окружающей среды, и это одна из причин, почему такие клеи редко применяют; обратимость нужна, чтобы серебро можно было вернуть и использовать повторно. Соавтор Volker Pickert добавляет вторую часть аргумента: припой по-прежнему даёт лучшую проводимость, но лучшие его рецептуры содержат свинец — и индустрии пора честно спросить себя, в каких случаях проводимость перевешивает экологические издержки.
Главное здесь, на мой взгляд, не сам клей, а смена логики: материал проектируют с расчётом на то, что когда-нибудь его придётся разобрать. Припой никуда не денется — там, где нужны максимальная проводимость и термостойкость, ему пока замены нет. Но рядом с ним появляется отдельный класс соединений, рассчитанных на ремонт и извлечение компонентов.
Источник: Bassam A. Aljohani et al., An Electrically Conducting Water-based Reversible Adhesive, Advanced Electronic Materials, 2026. DOI: 10.1002/aelm.202500617.
