Placa de circuito impresso biodegradável libera metais valiosos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/09/2022

Tanto a placa quanto as conexões elétricas que formam os circuitos se desfazem em água quente.
[Imagem: Marilyn Sargent/Berkeley Lab]

Placas eletrônicas biodegradáveis

Antes de retirar os preciosos metais presentes no lixo eletrônico, é necessário desmanchar o circuito inteiro, com seus minúsculos componentes eletrônicos montados sobre as tradicionais placas de circuito impresso.

E há casos piores, como tablets, celulares e leitores eletrônicos, projetados para portabilidade, e não para reciclabilidade - esses aparelhos são montados colando circuitos, chips e memórias em finas camadas de plástico, que precisam ser derretidas antes que qualquer coisa valiosa seja extraída.

A saída pode estar em uma placa de circuito impressa biodegradável.

Um primeiro protótipo acaba de ser apresentado por Junpyo Kwon e colegas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos EUA.

"O circuito também se mostra promissor como uma alternativa sustentável aos plásticos de uso único usados em eletrônicos transitórios - dispositivos como implantes biomédicos ou sensores ambientais, que se desintegram ao longo do tempo," disse Kwon.

A equipe começou criando um plástico biodegradável adicionando ao material enzimas purificadas, como a BC-lipase (lipase de Burkholderia cepacia). Basta adicionar água quente para ativa a BC-lipase, levando a enzima a degradar as cadeias de polímeros em seus blocos básicos de monômeros, degradando o plástico.

Como a enzima purificada é cara e pode ser difícil de lidar, a equipe deu um passo adicional, preparando "coquetéis" de BC-lipase usando apenas componentes disponíveis comercialmente.

Recuperação dos metais preciosos

Para desenhar os circuitos elétricos entre os componentes, a equipe desenvolveu uma tinta eletricamente condutora, aplicável por impressão, composta de ligantes de poliéster biodegradáveis e cargas condutoras - como flocos de prata ou negro de fumo.

Para testar a vida útil e a durabilidade da placa enquanto ela deve funcionar, os pesquisadores armazenaram um dos seus protótipos de circuito impresso biodegradável em uma gaveta no laboratório, sem qualquer controle de umidade ou temperatura, por sete meses. No final do período, o circuito continuou funcionando tão bem quanto no início do armazenamento.

Faltava então testar o mais importante: a reciclabilidade. Os materiais do circuito se degradaram em suas partes constituintes depois de 72 horas mergulhados em água morna. As partículas de prata se separaram completamente dos aglutinantes de polímero e os polímeros se decompuseram em monômeros reutilizáveis, permitindo recuperar facilmente os metais originais, sem qualquer processamento adicional.

Aproximadamente 94% das partículas de prata puderam ser recicladas e reutilizadas, apresentando desempenho semelhante ao seu uso inicial.

Agora que demonstraram um circuito impresso biodegradável e reciclável, a equipe pretende demonstrar um microchip que seja imprimível, reciclável e também biodegradável, abrindo caminho para eletrônicos inteiramente recicláveis.

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