到2050年將產生1億噸碳排放：電路板是最大碳足跡來源

雖然每塊芯片僅需微量金屬，但采礦過程能耗巨大且產生大量廢棄物。

芝加哥大學與康奈爾大學最新研究顯示，到2050年全球醫療電子設備年需求量或將接近20億臺。研究警告，若不采取減排措施，這些設備累計產生的電子垃圾將超百萬噸，碳排放量預計達1億噸。該研究發表于近期學術期刊。

"希望這項研究能為新一代可穿戴設備的負責任發展提供指引。"芝加哥大學博士后研究員、論文第一作者楊傳旺表示。

隨著電子產品日趨小型化與柔性化，其在醫療健康領域的應用場景持續拓展。持續監測患者血壓、血糖或心率的功能，有助于醫生和護理人員維持患者狀況穩定并預防危機。

環境代價顯現

當前多數醫療電子設備被設計為一次性產品——其可拋棄性甚至超過消費電子產品。這主要源于長期使用可能導致性能下降或引發感染風險。

芝加哥大學化學系教授田博之實驗室發現，針對這個迅速膨脹的市場及其潛在環境影響的系統性研究嚴重匱乏。據項目公報顯示，該團隊已與康奈爾大學馮齊教授課題組展開合作攻關。

醫療電子需求激增

"在這個變革性領域加速發展的同時，社會對其環境影響的全面認知依然不足。"楊傳旺指出。

研究團隊首先構建了全球醫療電子設備使用模型。根據當前趨勢推算，到2050年全球需求量將達到現今的42倍，年均約20億臺。隨后團隊建立了評估設備環境足跡的框架體系。

綜合分析顯示，印刷電路板——即控制電子設備的"大腦"——對環境的影響遠超其他部件。"設備超過70%的碳足跡來自電路板。"田博之教授強調。

田教授指出，當前關于設備可持續性的討論多聚焦于塑料或傳感器，但這些僅占總體影響的很小部分。例如即便將所有塑料替換為可降解材料，整體影響僅降低3%。

集成電路需要黃金等貴金屬。盡管單顆芯片所需金屬量微乎其微，但采礦過程消耗海量能源并產生大量廢棄物。

研究團隊提出兩大減排路徑：一是研發可采用銅、鋁等易得礦物替代黃金的新型芯片。雖然銅鋁化學性質不如黃金穩定，但田教授表示："只要為電路提供額外保護，使用活性更強的金屬未必影響性能。"

二是采用模塊化設計理念。超過七成碳足跡來自電路板的現狀，亟待通過可替換模塊設計來改變。

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