O protótipo eletrônico pode ser feito de um polímero que se dissolve na água quando chegar a hora de reciclagem
Zeyu Yan/Universidade de Maryland
Os eletrônicos como os alto-falantes Bluetooth podem ser impressos em 3D de um materials que se dissolve na água em poucas horas. Isso permite que os designers criem rapidamente protótipos, permite a reciclagem mais fácil dos resíduos eletrônicos resultantes-e pode até inspirar versões mais sustentáveis de eletrônicos de consumo manufaturados em massa.
Os pesquisadores demonstraram a tecnologia dissolvida nas placas de circuito impresso, que contêm os componentes cruciais e a fiação dos eletrônicos modernos. Centenas de milhões de placas de circuito impresso são fabricadas todos os anos para caças militares, carros, dispositivos médicos, smartphones e brinquedos baratos. Mas o mundo recicla apenas uma fração desses dispositivos de uma maneira “muito bruta de força”, destruindo -os para extrair materiais reutilizáveis, diz Huaishu Peng na Universidade de Maryland.
Peng e seus colegas projetaram placas de circuito impressas em 3D usando álcool polivinílico, um polímero que pode se dissolver na água. Para formar a fiação, eles injetaram uma liga de steel de gálio-indium nos canais da placa de circuito em forma líquida. E eles colocaram manualmente componentes eletrônicos no quadro. A cola de polímero adicional foi aplicada para selar os circuitos antes de secar o dispositivo por uma hora a 60 ° C.
Usando essas placas, os pesquisadores reuniram versões de trabalho de um alto-falante Bluetooth, um brinquedo de inquietação e uma garra eletrônica de três dedos. Um pouco de água de água não destruirá instantaneamente esses dispositivos-mas após 36 horas de água à sala de 22 ° C, as máquinas se dissolveram.
Em seguida, os pesquisadores escolheram facilmente os componentes eletrônicos e a maior parte do steel líquido, que havia quebrado em pequenas contas. Uma vez que evaporaram a água, eles também foram capazes de recuperar 99 % do álcool polivinílico dissolvido.
Tais placas de circuito dissolvível podem ser muito úteis quando os designers estão construindo rapidamente e testando protótipos eletrônicos, porque geralmente é difícil reciclar placas de circuito impresso, diz Jasmine Lu na Universidade de Chicago, em Illinois, que fez relacionados pesquisar na reutilização de materiais da placa de circuito. “Se você está prototipando com eletrônicos, as placas de circuito impresso são uma grande fonte de lixo eletrônico”, diz ela.
Um 2022 Relatório das Nações Unidas mostrou que a Ásia gerou 600.000 toneladas de placas de circuito usadas enquanto reciclava apenas 17 % desse tipo de lixo eletrônico. A Europa e a América do Norte geraram 300.000 toneladas de placas de circuito impressas cada, com a Europa conseguindo reciclar 61 % desse lixo eletrônico e da América do Norte 44 %.
O fato de qualquer pessoa com uma impressora 3D pode adotar essa abordagem de eletrônica dissolvível o torna especialmente único quando comparado a outros esforços de eletrônica sustentável, diz Lu. Durante o uso, sugere Peng, os dispositivos podem ser protegidos ainda mais com casos temporários à prova d’água.
Mas a durabilidade limitada das placas de circuito atualmente torna os eletrônicos dissolvíveis mais adequados para a rápida prototipagem de projetos, em vez da fabricação em massa de produtos eletrônicos acabados, diz Lu.
Peng e seus colegas não descartaram a fabricação em massa – eles estão entrando em contato com os produtores de placas de circuito para explorar como isso pode funcionar. Mas, por enquanto, Peng planeja que seus estudantes universitários aproveitem a técnica para prototipagem rápida e reutilização.
“Você geralmente tem que terceirizar as fábricas para fazer a placa de circuito, e isso pode levar semanas para enviar”, diz ele. “Aqui você projeta algo, imprime em 30 minutos e depois tem um circuito – e se não estiver funcionando, você o dissolve na água para coisas novas.”
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