Protótipos eletrônicos podem ser feitos de polímeros que se dissolvem em água quando reciclados.
Zeyu Yang/Universidade de Maryland
Dispositivos eletrônicos como alto-falantes Bluetooth podem ser impressos em 3D a partir de materiais que se dissolvem na água em poucas horas. Isto permite aos designers criar protótipos rapidamente, facilitando a reciclagem do lixo eletrónico resultante e potencialmente até criando versões mais sustentáveis de eletrodomésticos produzidos em massa.
Os pesquisadores demonstraram a técnica de fusão em placas de circuito impresso contendo os componentes críticos e a fiação da eletrônica moderna. Centenas de milhões de placas de circuito impresso são fabricadas todos os anos para caças militares, carros, equipamentos médicos, smartphones, brinquedos baratos e muito mais. Mas o mundo recicla apenas uma pequena parte destes dispositivos de uma “forma muito bruta”, triturando-os para extrair materiais reutilizáveis, disse ele. Peng Huaishou na Universidade de Maryland.
Peng e seus colegas projetaram uma placa de circuito imprimível em 3D usando álcool polivinílico, um polímero solúvel em água. Para formar as interconexões, uma liga metálica de gálio e índio foi injetada em forma líquida nos canais da placa de circuito. Em seguida, os componentes eletrônicos foram colocados manualmente na placa. Adesivo polimérico adicional foi aplicado para selar o circuito antes de secar o dispositivo a 60°C por 1 h.
Os pesquisadores usaram essas placas para construir versões funcionais de alto-falantes Bluetooth, brinquedos de agitação e pinças eletrônicas de três dedos. Tal dispositivo não se quebraria facilmente se exposto a um pouco de água, mas depois de ser deixado em água a uma temperatura ambiente de 22°C durante 36 horas, o dispositivo dissolveu-se.
Os pesquisadores então extraíram facilmente os componentes eletrônicos e a maior parte do metal líquido, que havia se quebrado em pequenas esferas. Ao evaporar a água, eles também conseguiram recuperar 99% do álcool polivinílico dissolvido.
As placas de circuito impresso são normalmente difíceis de reciclar, portanto, essas placas de circuito fundíveis podem ser muito úteis para os projetistas construírem e testarem rapidamente protótipos de dispositivos eletrônicos, disse ele. Jasmim Lou Pesquisa relacionada foi conduzida na Universidade de Chicago, em Illinois. o estudo Sobre a reutilização de materiais de placas de circuito. “Se você estiver criando protótipos de eletrônicos, as placas de circuito impresso são uma grande fonte de lixo eletrônico”, diz ela.
2022 relatório das nações unidas A Ásia gerou 600.000 toneladas de placas de circuito usadas, e a taxa de reciclagem desse tipo de lixo eletrônico foi de apenas 17%. A Europa e a América do Norte geraram, cada uma, 300.000 toneladas de placas de circuito impresso, e a Europa conseguiu reciclar 61% deste lixo eletrónico e a América do Norte 44%.
O facto de qualquer pessoa com uma impressora 3D poder adotar esta abordagem eletrónica fundível torna-a particularmente única quando comparada com outros esforços eletrónicos sustentáveis, diz Lu. Peng sugere que você pode proteger ainda mais seu dispositivo com um estojo temporário à prova d’água durante o uso.
No entanto, devido à durabilidade limitada das placas de circuito, os eletrônicos fundíveis são atualmente mais adequados para a prototipagem rápida de projetos do que para a produção em massa de produtos eletrônicos acabados, disse Lu.
Peng e seus colegas não descartaram a produção em massa. Eles estão em contato com fabricantes de placas de circuito para descobrir como isso poderia funcionar. Mas, por enquanto, Peng planeja usar a tecnologia para estudantes da universidade para prototipagem rápida e reutilização.
“A fabricação de placas de circuito normalmente precisa ser terceirizada para uma fábrica e pode levar várias semanas para ser entregue”, diz ele. “Desenhamos algo aqui, imprimimos em 30 minutos e temos um circuito. E se não funcionar, dissolvemos em água e fazemos um novo.”
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