La electrónica prototipo se puede hacer a partir de un polímero que se disuelve en agua cuando es hora de reciclar
Zeyu Yan/Universidad de Maryland
La electrónica como los altavoces Bluetooth puede ser impreso en 3D de un material que se disuelve en el agua en cuestión de horas. Eso permite a los diseñadores crear rápidamente prototipos, permite un reciclaje más fácil de los desechos electrónicos resultantes, e incluso puede inspirar versiones más sostenibles de la electrónica de consumo fabricada en masa.
Los investigadores demostraron la tecnología disolvible en las placas de circuitos impresos, que contienen los componentes cruciales y el cableado de la electrónica moderna. Cientos de millones de tableros de circuitos impresos se fabrican cada año para aviones de combate militar, automóviles, dispositivos médicos, teléfonos inteligentes y juguetes baratos. Pero el mundo recicla solo una fracción de estos dispositivos de una “manera de fuerza muy bruta”, destrozándolos para extraer materiales reutilizables, dice Huaishu Peng en la Universidad de Maryland.
Peng y sus colegas diseñaron tableros de circuito impresos en 3D con alcohol polivinílico, un polímero que puede disolverse en agua. Para formar el cableado, inyectaron una aleación de metal de indio galio en los canales de la placa de circuito en forma líquida. Y colocaron manualmente componentes electrónicos en la placa. Se aplicó pegamento de polímero adicional para sellar los circuitos antes de secar el dispositivo durante una hora a 60 ° C.
Usando estos tableros, los investigadores reunieron versiones de trabajo de un altavoz Bluetooth, un juguete inquietante y una pinza electrónica de tres dedos. Un pequeño chapoteo de agua no destruirá instantáneamente tales dispositivos, pero después de 36 horas en agua de temperatura ambiente 22 ° C, las máquinas se disolvieron.
Luego, los investigadores eligieron fácilmente los componentes electrónicos y la mayor parte del metal líquido, que se había dividido en pequeñas cuentas. Una vez que evaporaron el agua, también pudieron recuperar el 99 por ciento del alcohol polivinílico disuelto.
Tales placas de circuito disuelto podrían ser muy útiles cuando los diseñadores están construyendo y prueban rápidamente prototipos electrónicos, porque generalmente es difícil reciclar las placas de circuito impreso, dice Jazmín lu en la Universidad de Chicago en Illinois, que ha relacionado investigación en reutilización de materiales de la placa de circuito. “Si estás creando prototipos con electrónica, las placas de circuito impreso son una gran fuente de desechos electrónicos”, dice ella.
Un 2022 Informe de las Naciones Unidas Mostró que Asia generó 600,000 toneladas de placas de circuito usados mientras recicla solo el 17 por ciento de este tipo de desechos electrónicos. Europa y América del Norte generaron 300,000 toneladas de tableros de circuitos impresos cada uno, con Europa logrando reciclar el 61 por ciento de este desechos electrónicos y América del Norte el 44 por ciento.
El hecho de que cualquier persona con una impresora 3D pueda adoptar este enfoque de electrónica disuelto lo hace especialmente único en comparación con otros esfuerzos electrónicos sostenibles, dice Lu. Durante el uso, sugiere Peng, los dispositivos podrían protegerse aún más con casos temporales impermeables.
Pero la durabilidad limitada de las placas de circuito actualmente hace que la electrónica disolvible sea más adecuada para la rápida prototipos de diseños, en lugar de la fabricación masiva de productos electrónicos terminados, dice Lu.
Peng y sus colegas no han descartado la fabricación masiva: se están contactando con los productores de la placa de circuito para explorar cómo podría funcionar esto. Pero por ahora, Peng planea que sus estudiantes universitarios aprovechen la técnica de prototipos y reutilizaciones rápidas.
“Por lo general, debe externalizar a las fábricas para hacer la placa de circuito, y eso puede llevar semanas enviarse”, dice. “Aquí diseñas algo, imprime en 30 minutos y luego tienes un circuito, y si no funciona, lo disuelve en el agua para cosas nuevas”.
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