Ce ne sono sempre di più dispositivi elettronici nel mondo, e questo sta causando sempre più sprechi. Il riciclaggio dei componenti è molto complesso, dove, purtroppo, molti di loro finiscono per essere riciclati a mano in paesi poveri con un'elevata esposizione a componenti chimici. Per questo un gruppo di ricercatori ha ideato un nuovo materiale per componenti elettronici riciclabile al 100%.
Il materiale è stato sviluppato dagli ingegneri della Duke University ed è il primo circuito stampato completamente riciclabile . Per fare ciò, usano tre tipi di inchiostri a base di carbonio.
Transistor in nanocellulosa di carbonio: 100% riciclabile
Il silicio è stato per decenni il miglior materiale che funge da base per i componenti dei nostri dispositivi, quindi questo materiale non lo sostituirà al momento. Tuttavia, può servire come base per progetti futuri, oltre ad essere implementato in alcuni dispositivi molto specifici.
Secondo le stime delle Nazioni Unite, meno del 25% dei dispositivi elettronici che vengono gettati via finiscono per essere riciclati. E di questi, materiali come rame, alluminio o acciaio vengono solitamente riciclati, ma i chip di silicio all'interno non lo sono, impedendo anche il riciclaggio di metalli rari. Con il IoT e l'aumento dei dispositivi in tutto il mondo, i numeri peggioreranno sempre di più.
Pertanto, il nuovo materiale consente di creare un transistor completamente funzionale semplicemente utilizzando inchiostri a base di carbonio che possono essere stampati su carta o altri materiali flessibili riciclabili. In questo caso, hanno utilizzato nanotubi di carbonio per semiconduttori e inchiostri a base di grafene per circuiti elettronici. La chiave che ha aperto loro la porta per poterli riciclare è stata la creazione di un inchiostro dielettrico isolante derivato dal legno chiamato nanocellulosa .
Non sostituirà il silicio, ma è un buon complemento
La nanocellulosa è biodegradabile ed è stata utilizzata, ad esempio, negli imballaggi per anni. Alcuni ricercatori avevano già dimostrato che può essere utilizzato come isolante in transistor stampati , ma nessuno l'ha applicato all'inchiostro stampabile come prima. I ricercatori hanno ottenuto questo risultato con un metodo che sospende i cristalli di nanocellulosa estratti dalle fibre di legno, con un po 'di sale comune. Questo crea un perfetto isolante sul transistor stampato. La stampa finale offre buone prestazioni, non degradandosi nemmeno sei mesi dopo la stampa iniziale.
Per dimostrare la facilità con cui viene riciclato, i ricercatori hanno immerso i dispositivi in una serie di bagni, facendoli vibrare con suoni a determinate frequenze e centrifugando la soluzione risultante. Con questo, i nanotubi di carbonio e il carbonio vengono recuperati quasi al 100% e possono essere riutilizzati con poca perdita di proprietà. La nanocellulosa può anche essere riciclata con la carta su cui è stampata.
I suoi creatori affermano che, tra i possibili usi, immaginano sensori a basso consumo tali come quelli che misurano il consumo di elettricità negli edifici, o anche i dispositivi collocati all'interno del corpo umano .
