Protótipos eletrônicos podem ser feitos de polímeros solúveis em água na hora de reciclá-los
Zeyu Yan/Universidade de Maryland
Eletrônicos como alto-falantes Bluetooth podem ser impressos em 3D a partir de materiais solúveis em água em poucas horas. Isto permite aos designers criar protótipos rapidamente, facilitando a reciclagem do lixo eletrónico gerado – e pode até inspirar versões mais ecológicas de produtos eletrónicos de consumo produzidos em massa.
Os pesquisadores demonstraram tecnologia que pode ser dissolvida em placas de circuito impresso, que contêm os componentes essenciais e a fiação da eletrônica moderna. Centenas de milhões de placas de circuito impresso são produzidas anualmente para caças militares, carros, equipamentos médicos, smartphones e brinquedos baratos. Mas o mundo recicla apenas uma pequena parte destes dispositivos de uma “forma muito grosseira”, nomeadamente triturando-os para remover materiais reutilizáveis, afirmou. Huaishu Peng na Universidade de Maryland.
Peng e seus colegas projetaram uma placa de circuito impresso 3D usando álcool polivinílico, um polímero solúvel em água. Para formar o cabo, eles injetaram uma liga metálica de gálio-índio nos canais da placa de circuito em forma líquida. E colocam manualmente os componentes eletrônicos na placa. Cola polimérica adicional foi aplicada para selar o circuito antes de secar o dispositivo por uma hora a 60°C.
Usando essas placas, os pesquisadores montaram versões de um alto-falante Bluetooth, um brinquedo de inquietação e uma pinça eletrônica de três dedos. Um pequeno salpico de água não destruirá imediatamente o dispositivo – mas após 36 horas em água à temperatura ambiente de 22°C, este dissolver-se-á.
Em seguida, os pesquisadores recuperaram facilmente os componentes eletrônicos e a maior parte do metal líquido, que havia sido dividido em pequenas esferas. Depois de evaporarem a água, eles também conseguiram recuperar 99% do álcool polivinílico dissolvido.
Essas placas de circuito solúveis podem ser especialmente úteis quando os projetistas estão criando e testando rapidamente protótipos eletrônicos, já que normalmente é difícil reciclar placas de circuito impresso, disse seu jasmim na Universidade de Chicago, em Illinois, que fez algo relacionado pesquisar sobre a reutilização de materiais de placas de circuito. “Se você estiver prototipando com eletrônicos, as placas de circuito impresso são uma grande fonte de lixo eletrônico”, disse ele.
Ano 2022 Relatório da ONU mostra que a Ásia produz 600.000 toneladas de placas de circuito usadas e recicla apenas 17% deste tipo de lixo eletrônico. A Europa e a América do Norte produziram, cada uma, 300.000 toneladas de placas de circuito impresso, com a Europa conseguindo reciclar 61% do lixo eletrônico e a América do Norte 44%.
O fato de qualquer pessoa com uma impressora 3D poder adotar essa abordagem eletrônica solúvel a torna única em comparação com outros esforços eletrônicos sustentáveis, disse Lu. Durante o uso, sugere Peng, o dispositivo pode ser protegido ainda mais com uma caixa temporária à prova d’água.
Mas a durabilidade limitada das placas de circuito atuais torna os dispositivos eletrônicos solúveis mais adequados para a prototipagem rápida de projetos, em vez da fabricação em massa de produtos eletrônicos acabados, disse Lu.
Peng e seus colegas não descartam a possibilidade de produção em massa – eles estão entrando em contato com fabricantes de placas de circuito para descobrir como isso poderia funcionar. Mas, por enquanto, Peng planeja que seus alunos utilizem técnicas rápidas de prototipagem e reutilização.
“Normalmente, você precisa terceirizar a fabricação das placas de circuito para uma fábrica, e a entrega pode levar semanas”, disse ele. “Aqui você desenha algo, imprime em 30 minutos, depois faz o circuito – e se não funcionar, você dissolve em água para fazer algo novo.”
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