Cercetătorii de la Universitatea de Tehnologie din Dresda (TU Dresden) au dezvoltat o metodă inovatoare de realizare a plăcilor de circuit electronic folosind frunze de copac. Această tehnologie, denumită „leaftronics”, ar putea contribui la reducerea a milioane de tone de deșeuri electronice generate anual.
O soluție pentru criza globală a deșeurilor electronice
În prezent, lumea produce peste 50 de milioane de tone de deșeuri electronice pe an, o cifră care se estimează că se va dubla până în 2050. Plăcile de circuit imprimat (PCB), componente esențiale ale dispozitivelor electronice, reprezintă o parte semnificativă din acest deșeu. De obicei, aceste plăci sunt fabricate din fibră de sticlă sau plastic compozit, materiale greu de reciclat care ajung fie în gropi de gunoi, fie sunt arse pentru a recupera metalele valoroase.
Cum funcționează tehnologia leaftronics?
Echipa de cercetători, condusă de Rakesh Nair, a folosit scheletul venos al frunzelor pentru a crea substraturi biodegradabile. Frunzele de magnolie au fost alese pentru rezistența lor naturală dată de compușii de lignoceluloză. Procesul presupune îndepărtarea celulelor frunzei pentru a obține o structură albă și fină, care este apoi scufundată într-un polimer biodegradabil, etil celuloză.
Rezultatul este un substrat de circuit:
- Neted și flexibil
- Transparent
- Capabil să reziste la temperaturi înalte, comparabil cu plasticul și sticla
Pentru a dezintegra substratul după utilizare, cercetătorii au folosit o baie cu acid ultrasonic pentru a elimina metalele și componentele electronice. În compost, plăcile au început să se degradeze în aproximativ o lună.
Avantaje față de alte tehnologii biodegradabile
Majoritatea substraturilor biodegradabile actuale nu rezistă la temperaturile ridicate necesare pentru fabricarea circuitelor electronice. Soluțiile anterioare din hârtie, mătase sau piele de ciuperci sunt funcționale, dar procesul de producție este complex și are un amprentă de carbon ridicată. Leaftronics oferă o metodă simplă și eficientă, prin întărirea frunzelor cu polimeri biodegradabili.
De exemplu, folosirea gelatinei pentru substraturi este acum posibilă datorită rezistenței oferite de lignoceluloză. Deși gelatină se topește la 50-60°C, cercetătorii au demonstrat că poate rezista până la 180°C când este combinată cu scheletul de frunze.
Provocări pentru adoptarea industrială
Deși leaftronics are potențial pentru producția în masă, adoptarea acestei tehnologii la scară industrială rămâne o provocare. Standardele de durabilitate pentru PCB-uri sunt extrem de ridicate, deoarece acestea sunt concepute să reziste mii de ani, în timp ce dispozitivele electronice sunt proiectate să devină învechite în doar câțiva ani.
„Va fi dificil ca PCB-urile biodegradabile să îndeplinească standardele industriale, chiar dacă pot rezista proceselor de fabricație actuale,” spune Rakesh Nair.
Viitorul sustenabil al electronicelor
Tehnologia leaftronics reprezintă un pas important spre reducerea deșeurilor electronice și promovarea sustenabilității în industria electronică. Dacă producătorii vor adopta această soluție, am putea asista la o schimbare majoră în gestionarea e-waste și protejarea mediului.
Sursa: Rakesh R. Nair et al., Leaftronics: Natural lignocellulose scaffolds for sustainable electronics. Sci. Adv. 2024.
