Roma – Dei rivoluzionari circuiti stampati a base di foglie aprono le porte a una cibernetica in grado di evitare la produzione di milioni di tonnellate di rifiuti. E’ quanto emerge da uno studio guidato dalla Technische Universität Dresden, e pubblicato su Science Advances. I rifiuti elettronici sono ovunque e si accumulano rapidamente. Nel 2022, i produttori hanno prodotto 62 milioni di tonnellate di rifiuti elettronici a livello globale. E si prevede che questa cifra aumenterà di oltre il 30 per cento entro il 2030, perché l’elettronica moderna è progettata per essere monouso, afferma Rakesh Nair, primo autore del nuovo studio e ricercatore post-dottorato e ingegnere presso l’Institute for Applied Physics presso la Dresden University of Technology (TU Dresden).
“Possiamo facilmente realizzare dispositivi elettronici che durano 10 o 20, 30 anni, ma li realizziamo deliberatamente in modo che tu vada a comprare il nuovo modello”, afferma Nair. In termini di massa, i circuiti stampati, ovvero i pannelli a cui si collegano i componenti elettronici, costituiscono fino al 60 per cento dei rifiuti elettronici. I circuiti stampati convenzionali (PCB) sono solitamente realizzati in plastica estremamente resistente o infibra di vetro infusa con resina epossidica, un substrato non riciclabile che è “il nocciolo del problema”, afferma Hans Kleemann, fisico sperimentale presso la TU Dresden e consulente post-dottorato di Nair. “Ti impedisce davvero di fare tutte queste cose importanti come il riciclo e il riutilizzo dei componenti”. Così Kleemann, Nair e i loro colleghi si sono messi alla ricerca di un’alternativa più ecologica. Inizialmente Nair pensò di usare la carta, ma fu dissuaso dalla quantità di acqua e di inquinanti necessari per generare la carta. Un giorno, guardando il grande albero di magnolia vicino al suo istituto, “ebbe un’idea”: avrebbe potuto usare le foglie. Biodegradabili ma abbastanza resistenti da reggere agli uragani, le foglie traggono la loro forza dal loro “scheletro”, una rete altamente ramificata di sottili vene fatte di un composto legnoso chiamato lignocellulosa. Per trasformare una foglia di magnolia in materiale per circuiti stampati, Nair l’ha prima spogliata fino allo scheletro rimuovendo chimicamente le cellule della foglia. Ha poi riempito i buchi dello scheletro con etilcellulosa, un polimero biodegradabile resistente. La scheda flessibile risultante ha resistito a tutti i tipi di processi di produzione elettronica, tra cui il taglio con laser, la stampa di circuiti sopra di esse con inchiostri d’argento usati commercialmente e la saldatura di componenti su di esse. Non solo i circuiti basati sulle foglie o “leaftronics” di Nair funzionano bene, ma si decompongono anche bene. Il team è riuscito a rimuovere i costosi metalli e componenti dei circuiti posizionando i leaftronics in un bagno acido ultrasonico. Le schede stesse hanno iniziato a degradarsi dopo appena 1 mese in un cumulo di compost. I ricercatori calcolano che le leaftronics generano anche emissioni molto più basse durante la produzione rispetto alle schede normali. Come per qualsiasi tecnologia in erba, la sfida più grande sarà probabilmente convincere i produttori di elettronica ad adottare le leaftronics. Sebbene i materiali abbiano funzionato bene nei test di laboratorio, ciò potrebbe non essere sufficiente a indurre i produttori al passaggio. (30Science.com)
