Kampf gegen Elektroschrott - Smartwatch löst sich auf, wenn du sie nicht mehr brauchst

Kleine elektronische Geräte wie Smartwatches und Fitness-Tracker lassen sich nicht so einfach zerlegen und recyceln. Wenn sie ausgedient haben, landen sie darum meist im Sondermüll. Um dem etwas entgegenzusetzen, haben Forschende aus China eine Smartwatch entwickelt, die sich bis auf wenige Teile selbst auflöst. Diese können dann eingesammelt und entweder sachgerecht entsorgt oder wiederverwertet werden.

Möglich wird dies durch die in den Smartwatch-Bauteilen verwendete Chemie, so das Team um Jianmeng Li von der Tianjin Universität im Fachjournal «ACS Applied Materials & Interfaces». Das Gehäuse der Uhr und ihre Trägerstrukturen bestehen aus Polyvinylalkohol (PVAL). Dabei handelt es sich um ein wasserlösliches Polymer, das unter anderem für weiche Kontaktlinsen und wasserlösliche Folien eingesetzt wird. Für die Elektronik entwickelten die Forscher bimetallische Schaltkreise aus Zink-Nanopartikeln und Silber-Nanodrähten, bedeckt mit Anhydrit (CASO4). Hinzu kamen noch organische Leuchtdioden für das Display.

Diese Besonderheiten kombinierten sie mit klassischen Sensoren, die die Herzfrequenz, den Blutsauerstoffgehalt und die Schrittzahl einer Person genau messen und die Informationen über eine Bluetooth-Verbindung an eine Handy-App senden konnten.

Die fertige Uhr liessen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für ihre Studie schliesslich von einigen Personen jeweils einen Tag lang Probe tragen – ganz egal, was sie an diesem vorhatten. Schliesslich wollten Jianmeng Li und seine Kollegen sehen, wie die Smartwatch mit Schweiss, Stössen und Bewegungen zurechtkommt. Kurz: Wie sie sich im Alltag macht.

Das Ergebnis: Sie macht das richtig gut, heisst es in der Studie: Keine der Belastungen bereiteten ihr Schwierigkeiten. Das Gerät funktionierte zuverlässig, mass kontinuierlich Puls, Blutsauerstoff und das Lauftempo ihres jeweiligen Trägers. Und das ähnlich präzise wie klassische Sensoren, so Li und seine Kollegen. Erst als die Forschenden sie nach dem Trage-Marathon in Wasser legten, lösten sich das Polymergehäuse und die Schaltkreise innerhalb von 40 Stunden vollständig auf. Erhalten blieben nur die Komponenten der Uhr, wie der Bildschirm und der Mikrocontroller.

Den Forschern zufolge kann das Zwei-Metall-Nanokomposit verwendet werden, um vorübergehend bestehende Geräte herzustellen, deren Leistung der kommerziellen Modelle entspricht. Die Uhr ist demnach als Prototyp für eine ganze Reihe an auflösbaren Geräten zu verstehen. Funktioniert auch das, so das Fazit der Forschenden, könnten die auflösbaren Materialien einen grossen Beitrag zur Lösung der Probleme mit kleinem Elektronikmüll leisten.