A kép csak illusztráció (Forrás: Pexels)
A viselhető egészségügyi eszközök forradalmasítják az orvoslást: folyamatosan mérhetik a vérnyomást, a vércukorszintet vagy a szívritmust, segítve az orvosokat abban, hogy időben megelőzzék a kríziseket. A fejlődés azonban súlyos környezeti problémát vet fel.
Egy friss, a Chicagói Egyetem és a Cornell Egyetem kutatói által készített tanulmány szerint 2050-re az egészségügyi elektronikai eszközök iránti globális kereslet elérheti az évi 2 milliárd darabot. Ha nem történnek célzott beavatkozások, ezek az eszközök összesen több mint egymillió tonna elektronikai hulladékot és akár 100 millió tonna szén-dioxid-kibocsátást generálhatnak, írja az INTERESTING ENGINEERING.
„Abban bízunk, hogy ez a keretrendszer irányt mutat a következő generációs viselhető eszközök felelős fejlesztéséhez” – mondta Chuanwang Yang, a Chicagói Egyetem posztdoktori kutatója, a tanulmány első szerzője.
A kutatás rámutat, hogy ahogy az elektronikai eszközök egyre kisebbek és rugalmasabbak lettek, úgy épültek be egyre több egészségügyi alkalmazásba. A folyamatos monitorozás stabilabb állapotot biztosíthat a betegeknek, és csökkentheti a vészhelyzetek kockázatát. A legtöbb ilyen eszközt azonban eleve egyszer használatosra tervezik, sokszor még inkább, mint a fogyasztói elektronikát, mivel a hosszabb használat teljesítményromláshoz vagy fertőzésveszélyhez vezethet.
Robbanásszerű növekedés, ismeretlen környezeti ár
A Chicagói Egyetem kémia professzorának, Bozhi Tiannak a laboratóriuma azt találta, hogy erről a gyorsan növekvő piacról és annak környezeti hatásairól eddig alig készült átfogó elemzés. A kutatók ezért a Cornell Egyetem Fengqi You professzorának csoportjával együttműködve egy teljes életciklusra kiterjedő modellt dolgoztak ki.
„Miközben ez az átalakító erejű terület gyorsul, a társadalomnak még mindig nincs világos képe a teljes környezeti következményekről” – hangsúlyozta Yang.
A csapat először a globális használatot modellezte. A jelenlegi trendek alapján 2050-re a kereslet a maihoz képest 42-szeresére nőhet, elérve az évi mintegy 2 milliárd darabot. Ezt követően egy olyan mérési keretrendszert alkottak, amely figyelembe veszi az eszközök teljes életútját: a nyersanyagok bányászatától kezdve a gyártás energiaigényén át egészen a hulladékká válásig. A vizsgálat a szénlábnyomot, az anyagok toxicitását és az elektronikai hulladék mennyiségét is értékelte.
A környezeti terhelés 70 százaléka a nyomtatott áramkörökhöz köthető
A tanulmány egyik legmeglepőbb megállapítása, hogy az eszközök környezeti hatását messze a nyomtatott áramköri lapok uralják. Ezek a „agyak” irányítják az elektronikát, és önmagukban az egész eszköz szénlábnyomának több mint 70 százalékáért felelősek.
„Több mint 70 százalék a nyomtatott áramkörökből származik” – mondta Tian professzor.
A fenntarthatóságról szóló vitákban általában a műanyag burkolatok vagy az érzékelők kerülnek előtérbe, holott ezek csak kis részét adják a teljes hatásnak. A kutatók szerint még akkor is csupán 3 százalékkal csökkenne a környezeti terhelés, ha az összes műanyagot biológiailag lebomló változatra cserélnék.
A valódi probléma az integrált áramkörökben rejlik, amelyekhez nemesfémekre, például aranyra van szükség. Bár egy-egy chip csak kis mennyiséget igényel, a bányászat rendkívül energiaigényes, és jelentős hulladékkal jár.
A kutatók két lehetséges megoldást találtak a problémára
Az egyik, hogy a mérnökök és kémikusok olyan új chipeket fejlesszenek, amelyek ritka fémek helyett könnyebben hozzáférhető anyagokat, például rezet vagy alumíniumot használnak. Ezek kevésbé stabilak, ezért eddig nem terjedtek el, de megfelelő védelemmel a teljesítmény nem feltétlenül romlana.
„Sokan úgy gondolták, hogy reaktívabb fémek használatával fel kell áldozni a teljesítményt, de az elemzésünk szerint ez megfelelő védelemmel nem szükségszerű” – fogalmazott Tian.
A másik kulcsfontosságú megoldás az eszközök moduláris tervezése, amely lehetővé tenné, hogy a legnagyobb környezeti terhet jelentő alkatrészeket ne kelljen minden alkalommal kidobni. A tét óriási: ha nem változik a tervezési filozófia, a viselhető egészségügyi technológia 2050-re önmagában 100 millió tonna szén-dioxid-kibocsátással járhat.
Kapcsolódó anyagok:
Az újrahasznosítás csapdája: miért sodródik veszélybe Európa alumíniumipara?
A nyitókép csak illusztráció, forrás: Photo by Andy Barbour: pexels
TOP 5
