Vědci vyrobili elektroniku z odpadu z gramofonových desek

Výroba desek plošných spojů, které tvoří základ prakticky veškeré elektroniky, patří k environmentálně nejnáročnějším částem elektronického průmyslu. Je podle webu FEL ČVUT spojena s vysokou spotřebou chemikálií, energie i vody a problematická je také recyklace těchto součástí po skončení životnosti výrobků.

Přitom jen v České republice bylo v roce 2025 sesbíráno více než 150 tisíc tun elektroodpadu, přičemž přibližně šest procent tvořily právě desky plošných spojů.

Související

Martin Pokorný

Výzva vědců: Pomozte nám objevit galaxie, které…

Marek Kuřina

Laboratoř s unikátní atomární sondou funguje od…

Právě na tento problém se zaměřil společný projekt výzkumníků z katedry elektrotechnologie FEL ČVUT a Ústavu polymerů VŠCHT Praha, který v letech 2024–2026 podpořila Technologická agentura ČR v rámci programu Prostředí pro život a Národního plánu obnovy.

Výzkumníci využili odpadní plast založený na PVC vznikající při výrobě gramofonových desek. Z odpadního materiálu pak byl připraven filament pro 3D tisk. Testy potvrdily splnění požadavků mezinárodního standardu UL-94 pro samozhášivost a zároveň zachování mechanických vlastností srovnatelných s běžně používanými materiály pro 3D tisk. Výsledek je chráněn užitným vzorem.

Elektronika bez toxických látek

Na recyklovaný substrát navázal tým FEL ČVUT vývojem výrobního postupu pro tvorbu elektronických obvodů. Technologie využívá 3D tisk a speciální vodivé inkousty namísto tradičních chemických procesů. 

3D tisk elektroizolačního substrátu zároveň umožňuje větší flexibilitu při návrhu elektronických obvodů a integraci součástek přímo do struktury materiálu. Výzkumníci zároveň pilotně ověřili dlouhodobou spolehlivost spojů a vyřešili i propojení více vrstev pro složitější elektronické obvody.

O 60 procent méně emisí

Součástí projektu bylo také detailní vyhodnocení environmentálních dopadů pomocí metodiky LCA (Life Cycle Assessment). Analýza ukázala, že nová technologie může oproti tradiční výrobě snížit emise oxidu uhličitého až o 60 procent. V kategorii toxicity pro člověka dosahuje pokles až 90 procent. Další výhodou je možnost opětovné recyklace použitého plastu po skončení životnosti zařízení.

Řešení má zatím i svá omezení. Technologie 3D tisku zatím neumožňuje výrobu velmi jemných struktur potřebných pro nejmodernější čipy a výzkumníci dosud nenašli vhodnou alternativu ke stříbrným vodivým inkoustům na bázi mědi, která by ekologickou stopu snížila ještě více.

Výzkumný tým proto plánuje v tématu pokračovat i po skončení projektu a zaměřit se na další technologická a materiálová vylepšení, která by umožnila širší průmyslové využití udržitelné elektroniky.

Zdroj: FEL ČVUT, VŠCHT