Electrónica impresa totalmente reciclable

Hay una pila cada vez mayor de dispositivos electrónicos desechados que ya no funcionan o se han desechado a favor de un modelo más nuevo. Parte del problema es que los dispositivos electrónicos son difíciles de reciclar. Si bien los desechos de cobre, aluminio y acero se pueden reciclar, los chips de silicio en el corazón de los dispositivos no.

Ahora, los ingenieros han desarrollado un transistor totalmente funcional y totalmente reciclable hecho de tres tintas a base de carbono que se pueden imprimir fácilmente en papel u otras superficies flexibles y respetuosas con el medio ambiente. Los nanotubos de carbono y las tintas de grafeno se utilizan para los semiconductores y conductores, respectivamente. Si bien estos materiales no son nuevos en el mundo de la electrónica impresa, el camino hacia la reciclabilidad se abrió con el desarrollo de una tinta dieléctrica aislante derivada de la madera llamada nanocelulosa.

El equipo desarrolló un método para suspender cristales de nanocelulosa extraídos de fibras de madera que, con un poco de sal de mesa, producen una tinta que funciona admirablemente como aislante en transistores impresos. Usando las tres tintas en una impresora de chorro de aerosol a temperatura ambiente, el equipo demostró que los transistores de carbono funcionan lo suficientemente bien como para usarlos en una amplia variedad de aplicaciones, incluso seis meses después de la impresión inicial.

Al sumergir los dispositivos en una serie de baños, haciéndolos vibrar suavemente con ondas sonoras y centrifugando la solución resultante, los nanotubos de carbono y el grafeno se recuperan secuencialmente con un rendimiento promedio de casi el 100 %. Ambos materiales se pueden reutilizar en el mismo proceso de impresión perdiendo muy poco de su viabilidad de rendimiento. Y debido a que la nanocelulosa está hecha de madera, simplemente se puede reciclar junto con el papel en el que se imprimió.

En comparación con una resistencia o un condensador, un transistor es un componente informático relativamente complejo que se utiliza en dispositivos tales como circuitos lógicos o de control de potencia y varios sensores. La tecnología podría usarse en un edificio grande que necesita miles de sensores ambientales simples para monitorear su uso de energía o parches de biodetección personalizados para rastrear condiciones médicas.