Electronique imprimée entièrement recyclable

Il y a une pile croissante d'appareils électroniques mis au rebut qui ne fonctionnent plus ou qui ont été jetés au profit d'un modèle plus récent. Une partie du problème est que les appareils électroniques sont difficiles à recycler. Alors que les déchets de cuivre, d'aluminium et d'acier peuvent être recyclés, les puces de silicium au cœur des appareils ne le peuvent pas.

Les ingénieurs ont maintenant développé un transistor entièrement recyclable et entièrement fonctionnel composé de trois encres à base de carbone qui peuvent être facilement imprimées sur du papier ou d'autres surfaces flexibles et respectueuses de l'environnement. Des nanotubes de carbone et des encres de graphène sont utilisés respectivement pour les semi-conducteurs et les conducteurs. Bien que ces matériaux ne soient pas nouveaux dans le monde de l'électronique imprimée, la voie de la recyclabilité a été ouverte avec le développement d'une encre diélectrique isolante dérivée du bois appelée nanocellulose.

L'équipe a développé une méthode pour suspendre des cristaux de nanocellulose extraits de fibres de bois qui, avec l'aspersion d'un peu de sel de table, donnent une encre qui fonctionne admirablement comme isolant dans les transistors imprimés. En utilisant les trois encres dans une imprimante à jet d'aérosol à température ambiante, l'équipe a montré que les transistors tout carbone fonctionnent suffisamment bien pour être utilisés dans une grande variété d'applications, même six mois après l'impression initiale.

En immergeant les appareils dans une série de bains, en les faisant vibrer doucement avec des ondes sonores et en centrifugeant la solution résultante, les nanotubes de carbone et le graphène sont séquentiellement récupérés avec un rendement moyen de près de 100 %. Les deux matériaux peuvent ensuite être réutilisés dans le même processus d'impression tout en ne perdant que très peu de leur viabilité de performance. Et parce que la nanocellulose est fabriquée à partir de bois, elle peut simplement être recyclée avec le papier sur lequel elle a été imprimée.

Comparé à une résistance ou à un condensateur, un transistor est un composant informatique relativement complexe utilisé dans des dispositifs tels que des circuits de contrôle de puissance ou logiques et divers capteurs. La technologie pourrait être utilisée dans un grand bâtiment nécessitant des milliers de capteurs environnementaux simples pour surveiller sa consommation d'énergie ou des patchs de biodétection personnalisés pour suivre les conditions médicales.