Mouse de madeira mostra que eletrônica pode ser verde e biodegradável

Circuito impresso de madeira

As placas de circuito impresso são a base na qual são montados os componentes eletrônicos de todos os aparelhos que usamos. O problema é que essas placas são feitas de resina epóxi reforçada com fibra, tudo à base de petróleo, sendo praticamente impossível reciclá-las.

Têm sido feitas tentativas de torná-las mais ambientalmente corretas, usando impressão rolo a rolo ou empregando outros materiais, incluindo placas de circuito impresso de tecido e até mesmo placas feitas de fungos.

Mas Yuliia Dudnyk e colegas da Suíça e dos Países Baixos decidiram apostar na madeira, e usaram a madeira para construir não apenas a placa de circuito impresso, mas todo o seu dispositivo eletrônico, um mouse.

O maior avanço está concentrado em um substrato à base de madeira que pode então ser moldado para fabricar as placas de circuito impresso. Os experimentos demonstraram que esta versão mais verde compete com a resina epóxi convencional em termos de desempenho e resistência, mas com a larga vantagem de ser completamente biodegradável. O material também é versátil, o que ficou demonstrado quando ele serviu para construir um mouse inteiro totalmente funcional.

“Nossos parceiros do instituto de pesquisa TNO, nos Países Baixos, desenvolveram um processo para extrair as matérias-primas lignina e hemicelulose da madeira. O que resta é lignocelulose amarronzada, para a qual não houve uso até agora,” explicou Thomas Geiger, dos Laboratórios Federais Suíços de Ciência e Tecnologia de Materiais (EMPA).

Este mouse de computador não tem apenas a placa de circuito impresso de madeira – toda a sua estrutura é inteiramente feita com o material biodegradável.
[Imagem: Empa]

Placa de circuito impresso biodegradável

Para que a lignocelulose se transforme em um produto de alta tecnologia, como uma placa de circuito impresso, primeiro ela deve ser moída com a adição de água, para quebrar as fibras de celulose relativamente espessas em fibrilas mais finas. Isso cria uma rede fina de fibrilas delgadas interconectadas.

Em uma etapa seguinte, a água é extraída da mistura sob alta pressão. As fibrilas se juntam e secam, formando uma massa sólida, um processo que a equipe chama de hornificação: “A lignina contida no material serve como um agente de ligação adicional,” acrescenta Geiger.

Depois de o material ser prensado, a placa resultante é quase tão resistente quanto uma placa de circuito convencional feita de epóxi reforçada com fibra. “Quase” porque a placa compostável ainda é sensível à água e à alta umidade, e a água é necessária porque, “se nenhuma água conseguir penetrar no material de suporte, microrganismos como fungos não conseguirão mais crescer nele e, portanto, ele não seria biodegradável,” explica Geiger.

Ainda assim, os pesquisadores estão confiantes de que a resistência dos biomateriais à base de lignocelulose poderá ser aprimorada com métodos de processamento adequados, nos quais a equipe pretende trabalhar. “Para certas aplicações, no entanto, também precisamos repensar nossa relação com a eletrônica. Muitos dispositivos eletrônicos são usados apenas por alguns anos antes de se tornarem obsoletos – portanto, não faz sentido fabricá-los com materiais que podem durar centenas de anos,” disse Geiger.

A placa de circuito impresso “verde” na verdade não é verde, mas marrom: À esquerda está uma placa de mouse feita de lignocelulose, à direita uma placa de circuito de mouse convencional, feita de matérias-primas não renováveis.
[Imagem: Empa]

Mouse de computador compostável

Para testar seu conceito, os pesquisadores imprimiram trilhas condutoras em suas placas sustentáveis, fizeram os furos necessários para a soldagem e então montaram os componentes eletrônicos, para produzir dispositivos eletrônicos funcionais, como um mouse de computador e um cartão RFID.

Ao final de sua vida útil, um dispositivo assim poderá ser compostado e, após a decomposição do material de suporte, os componentes metálicos e eletrônicos poderão ser removidos da compostagem e reciclados.

A seguir, a equipe pretende tornar seu biomaterial para placas de circuito mais resistente, sem comprometer sua biodegradabilidade. Eles também planejam fabricar outros aparelhos de demonstração com placas de lignocelulose.