Eletrônica verde: placas de circuito a partir de matérias-primas renováveis

25 de abril de 2023

Este artigo foi revisado de acordo com o processo editorial e as políticas da Science X. Os editores destacaram os seguintes atributos, garantindo a credibilidade do conteúdo:

verificado

fonte confiável

revisar

pelos Laboratórios Federais Suíços para Ciência e Tecnologia de Materiais

Há muitos anos, Thomas Geiger realiza pesquisas na área de fibrilas de celulose – fibras finas que podem ser produzidas a partir de polpa de madeira ou resíduos agrícolas, por exemplo. As fibrilas de celulose têm um grande potencial para a produção sustentável e a descarbonização da indústria: elas crescem neutras em CO2 por natureza, queimam sem resíduos e são até compostáveis. Eles podem ser usados ​​para muitas finalidades, por exemplo, como reforço de fibra em produtos técnicos de borracha, como membranas de bombas.

Mas as fibrilas de celulose também podem ser usadas para fazer placas de circuito que reduzem a pegada ecológica dos computadores? As placas de circuito impresso (PCBs), em particular, são tudo menos ecologicamente inocentes: geralmente consistem em fibras de vidro embebidas em resina epóxi. Esse material composto não é reciclável e, até agora, só pode ser descartado adequadamente em instalações de pirólise especiais.

Geiger já havia produzido placas de circuito a partir de fibrilas de celulose e investigado sua biodegradação. Misturadas com água, as biofibrilas produzem um lodo espesso que pode ser desidratado e compactado em uma prensa especial. Junto com um colega, ele produziu 20 placas experimentais, que foram submetidas a vários testes mecânicos e finalmente equipadas com componentes eletrônicos. O teste foi bem-sucedido e a placa de celulose liberou os componentes soldados após algumas semanas em solo natural.

Geiger já havia se envolvido em um projeto Innosuisse junto com a OST University of Applied Sciences em Rapperswil, que produzia peças de carcaça para mouses de computador. As peças do invólucro têm um brilho sedoso e são semelhantes em cor e toque às peças de trabalho feitas de marfim. Mas não foi encontrado nenhum fabricante que quisesse adotar o método. A concorrência de preços para pequenos eletrônicos ainda é muito grande para isso - e os processos convencionais de moldagem por injeção de plástico têm uma clara vantagem a esse respeito.

Recentemente, surgiu a oportunidade de aproveitar as descobertas existentes: a especialista em sustentabilidade da Empa, Claudia Som, foi questionada se ela gostaria de colaborar no projeto de pesquisa Hypelignum da UE. Isso é liderado pelo instituto sueco de pesquisa de materiais RISE e está procurando novas maneiras de produzir eletrônicos de forma sustentável. Claudia Som contou com a ajuda de seu colega Thomas Geiger.

O projeto teve início em outubro de 2022, e o consórcio de pesquisa, com participantes da Áustria, Eslovênia, Espanha, Holanda, Suécia e Suíça, pretende produzir e avaliar ecoplacas de diversos materiais: além da celulose nanofibrilada (CNF), lã de madeira e polpa de madeira estão sendo investigadas como base; folheado de madeira também está sendo usado como base para as placas de circuito.