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Engenheiros da Universidade de Duke, nos Estados Unidos, desenvolveram componentes eletrônicos impressos totalmente recicláveis. A nova técnica recupera quase 100% dos transistores baseados em carbono e mantém a funcionalidade futura dos materiais. A ideia dos pesquisadores é lutar contra o que chamam de uma “epidemia” global de lixo eletrônico.

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Os engenheiros envolvidos no projeto demonstraram um transistor, componente de computador crucial e relativamente complexo, criado com três tintas à base de carbono. O artigo foi publicado no Nature Eletronics, no dia 26 de abril, sob o título ‘Eletrônica de carbono imprimível e reciclável usando dielétricos de nanocelulose cristalina’.

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A moving image of a printer moving across a white piece of paper leaving behind small key-shaped devices
A celulose isolante é impressa em outros componentes à base de carbono para produzir o primeiro transistor impresso totalmente reciclável. Imagem: Duke University

“Aqui, relatamos transistores de filme fino feitos com nanocelulose cristalina como um dielétrico, nanotubos de carbono como semicondutor, grafeno como condutor e papel como substrato”, diz o artigo, logo no resumo. Os engenheiros explicam ainda que a tinta de nanocelulose cristalina é desenvolvida para ser compatível com os nanotubos e a tinta de grafeno. Ela ainda pode ser aplicada no substrato de papel usando impressão a jato de aerossol à temperatura ambiente.

Os engenheiros desenvolveram um método para suspender cristais de nanocelulose extraídos de fibras de madeira que produzem uma tinta que funciona como isolante nos transistores impressos. A fibra faz isso ao ser borrifada com um pouco de sal de cozinha.

No artigo, os engenheiros relataram que os dispositivos apresentaram desempenho estável durante seis meses em condições ambientes. Eles também podem ser decompostos de modo controlado, “com as tintas de grafeno e nanotubo de carbono recapturadas para reciclagem (mais de 95% de eficiência de recaptura) e reimpressas como novos transistores”.

O processo de reciclagem recupera quase 100% dos materiais usados e eles perdem pouquíssimo desempenho. Imagem: Duke University

Apesar do trabalho mostrar potencial, os pesquisadores responsáveis sabem que os computadores baseados em silício provavelmente nunca vão deixar de existir. Eles ainda acrescentaram ter ciência de que os eletrônicos recicláveis dificilmente vão substituir as tecnologias amplamente utilizadas.

“Mas, nós esperamos que ao criar produtos eletrônicos novos, totalmente recicláveis, facilmente impressos e mostrar o que eles podem fazer, eles possam se tornar amplamente usados em futuras aplicações”, disse Aaron Franklin, professor de engenharia elétrica e de computação, na Universidade de Duke.

De acordo com a Organização das Nações Unidas, menos de 25% dos milhões de quilos de eletrônicos descartados anualmente são reciclados. O problema deve piorar com a migração para dispositivos 5G e expansão da internet da coisas (IoT, na sigla em inglês). O principal problema é a dificuldade de reciclar os materiais. Cobre, alumínio e ferro podem ser reutilizados, mas os chips de silício não.

Via: Duke University

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