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CIÊNCIAS: A DUKE UNIVERSITY DESENVOLVE O PRIMEIRO TRANSISTOR ELETRÔNICO TOTALMENTE RECICLÁVEL DO MUNDO

Um transistor eletrônico totalmente reciclável é o destaque da coluna CIÊNCIAS nesta segunda-feira, aqui no Blog do Saber. De acordo com uma estimativa das Nações Unidas, menos de um quarto dos eletrônicos é reciclado, a cada ano. Parte do problema é que os dispositivos eletrônicos são difíceis de reciclar. Por isso, os engenheiros da Duke University desenvolveram a primeira eletrônica impressa totalmente reciclável do mundo. Então, convido você a ler o artigo completo a seguir e conhecer essa nova nanotecnologia que reduzir substancialmente os resíduos eletrônicos no mundo.

O primeiro transistor eletrônico totalmente reciclável do mundo produzido por impressoras 3D na Duke University

Os engenheiros da Duke University desenvolveram a primeira eletrônica impressa totalmente reciclável do mundo. Seu processo de reciclagem recupera quase 100% dos materiais usados ​​- e preserva a maioria de seus recursos de desempenho para reutilização.

Ao demonstrar um componente de computador crucial e relativamente complexo – o transistor – criado com três tintas à base de carbono, os pesquisadores esperam inspirar uma nova geração de eletrônicos recicláveis.

“Os componentes de computador baseados em silício provavelmente nunca irão desaparecer, e não esperamos que eletrônicos facilmente recicláveis ​​como os nossos substituam a tecnologia e os dispositivos que já são amplamente usados”, disse Aaron Franklin, Professor Addy de Engenharia Elétrica e de Computação da Duke . “Mas esperamos que, ao criar novos produtos eletrônicos totalmente recicláveis ​​e facilmente impressos e mostrar o que eles podem fazer, eles possam se tornar amplamente usados ​​em aplicações futuras.”

Embora a pilha cada vez maior de eletrônicos descartados esteja diminuindo , menos de um quarto deles a cada ano é reciclado, de acordo com uma estimativa das Nações Unidas.

Parte do problema é que os dispositivos eletrônicos são difíceis de reciclar. Grandes fábricas empregam centenas de trabalhadores que invadem dispositivos volumosos. Mas embora restos de cobre, alumínio e aço possam ser reciclados, os chips de silício no coração dos dispositivos não podem.

No novo estudo, publicado em 26 de abril na revista Nature Electronics , Franklin e seu laboratório demonstram um transistor totalmente reciclável e totalmente funcional feito de três tintas à base de carbono que podem ser facilmente impressas em papel ou outras superfícies flexíveis e ecologicamente corretas. Nanotubos de carbono e tintas de grafeno são usados ​​para os semicondutores e condutores, respectivamente. Embora esses materiais não sejam novos no mundo da eletrônica impressa, diz Franklin, o caminho para a reciclabilidade foi aberto com o desenvolvimento de uma tinta dielétrica isolante derivada de madeira chamada nanocelulose.

Eletrônica de impressão 3D – Duke University 

“A nanocelulose é biodegradável e tem sido usada em aplicações como embalagens há anos”, disse Franklin. “E embora as pessoas já conheçam há muito tempo suas aplicações potenciais como isolantes eletrônicos, ninguém ainda descobriu como usá-lo em uma tinta para impressão. Esse é um dos segredos para tornar funcionais esses dispositivos totalmente recicláveis ​​”.

Os pesquisadores desenvolveram um método para suspender cristais de nanocelulose extraídos de fibras de madeira que – com a aspersão de um pouco de sal de cozinha – produz uma tinta que funciona admiravelmente como isolante em seus transistores impressos. Usando as três tintas em uma impressora a jato de aerossol em temperatura ambiente, a equipe mostra que seus transistores totalmente de carbono funcionam bem o suficiente para uso em uma ampla variedade de aplicações, mesmo seis meses após a impressão inicial.

A equipe então demonstra o quão reciclável é seu design. Submergindo seus dispositivos em uma série de banhos, vibrando-os suavemente com ondas sonoras e centrifugando a solução resultante, os nanotubos de carbono e o grafeno são recuperados sequencialmente com um rendimento médio de quase 100%. Ambos os materiais podem ser reutilizados no mesmo processo de impressão, perdendo muito pouco de sua viabilidade de desempenho. E como a nanocelulose é feita de madeira, ela pode simplesmente ser reciclada junto com o papel em que foi impressa.

Comparado a um resistor ou capacitor, um transistor é um componente de computador relativamente complexo usado em dispositivos como controle de energia ou circuitos lógicos e vários sensores. Franklin explica que, demonstrando primeiro um transistor impresso multifuncional totalmente reciclável, ele espera dar um primeiro passo em direção à tecnologia que está sendo buscada comercialmente para dispositivos simples. Por exemplo, Franklin diz que pode imaginar a tecnologia sendo usada em um grande edifício que precisa de milhares de sensores ambientais simples para monitorar seu uso de energia ou patches de biossensor personalizados para rastrear condições médicas.

“Eletrônicos recicláveis ​​como este não vão sair e substituir uma indústria inteira de meio trilhão de dólares de forma alguma, e certamente não estamos nem perto de imprimir processadores de computador recicláveis”, disse Franklin. “Mas demonstrar esses tipos de novos materiais e sua funcionalidade é, esperançosamente, um trampolim na direção certa para um novo tipo de ciclo de vida de eletrônicos.”

Fonte: Good News Network

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