Révolutionner la durabilité : électronique imprimée entièrement recyclable

Le problème des déchets électroniques

Il y a une pile croissante d'appareils électroniques jetés qui ne marchent plus ou ont été remplacés par un modèle plus récent. Partie du problème : les appareils électroniques sont difficiles à recycler. Bien que cuivre, aluminium, acier puissent être recyclés, les puces de silicium au cœur des appareils ne le peuvent pas.

Des ingénieurs ont maintenant développé un transistor complètement recyclable, entièrement fonctionnel, fait de trois encres à base de carbone imprimables facilement sur papier ou autres surfaces flexibles respectueuses de l'environnement. Nanotubes de carbone et encres graphène sont utilisés pour semiconducteurs et conducteurs respectivement. Bien que ces matériaux ne soient pas nouveaux dans l'électronique imprimée, la voie vers la recyclabilité s'est ouverte avec le développement d'une encre diélectrique isolante dérivée du bois appelée nanocellulose.

Procédé de recyclage et performance

L'équipe a développé une méthode pour suspendre des cristaux de nanocellulose extraits de fibres de bois qui — avec une pincée de sel de table — produisent une encre performant admirablement comme isolant dans transistors imprimés. En utilisant les trois encres dans un imprimante aérosol jet à température ambiante, l'équipe a montré que les transistors tout-carbone performent assez bien pour une large variété d'applications, même six mois après l'impression initiale.

En submergeant les dispositifs dans une série de bains, les vibrant doucement avec ondes sonores, et centrifugant la solution résultante, les nanotubes de carbone et graphène sont récupérés séquentiellement avec rendement moyen près de 100 %. Les deux matériaux peuvent alors être réutilisés dans le même processus d'impression en perdant très peu de leur viabilité performance. Et comme la nanocellulose vient du bois, elle peut simplement être recyclée avec le papier sur lequel elle fut imprimée.

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