Com o objetivo combater a poluição tecnológica, a Universidade de Coimbra desenvolve e testa novas técnicas que permitem aplicar a política do reduzir, reutilizar e reciclar (3R) ao lixo eletrónico.
O lixo eletrónico é um dos resíduos tóxicos com crescimento mais acentuado nos últimos anos. Agora, investigadores da Universidade de Coimbra (UC) desenvolveram e testaram um conjunto de novas técnicas que permitem reverter esta realidade e aplicar a política dos 3R’s (reduzir, reutilizar e reciclar) na área da eletrónica. Os resultados foram publicados na revista Advanced Materials.
A investigação, financiada no âmbito dos projetos WoW do Programa Carnegie Mellon Portugal (CMU Portugal), Dermotronics e SMART Display, representa um novo passo no combate à poluição tecnológica. Atualmente, a produção de lixo eletrónico atingiu um nível alarmante de 7 kg/pessoa/ano. Apenas 20% do lixo eletrónico é enviado para reciclagem, e só uma pequena percentagem de metais preciosos, principalmente ouro, é recuperada.
Apesar da urgência em encontrar soluções e novas formas de produção, Mahmoud Tavakoli, primeiro autor do artigo científico, explica que a efetiva aplicação dos 3R’s à eletrónica só é possível «se pudermos demonstrar novas técnicas de fabricação que, por um lado, dependem de materiais resilientes, reparáveis e recicláveis e, por outro, podem competir com as técnicas existentes em termos de resolução de padrões, implementação multicamada, integração de microchips e fabricação autónoma».
Esta investigação, que está em curso no Instituto de Sistemas e Robótica (ISR) do Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores (DEEC) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), introduz uma nova arquitetura para uma produção escalável, autónoma e de alta resolução de dispositivos eletrónicos 3R.
Em concreto, os cientistas introduziram uma nova arquitetura para materiais macios, como compósitos condutores e substratos que satisfazem os objetivos 3R; desenvolveram técnicas de fabricação autónomas, incluindo padrões digitais de alta resolução e soldagem de microchips numa única etapa, e ainda tecnologias de suporte para a reciclagem de materiais e componentes.
De acordo com o investigador do ISR e docente da FCTUC, outro fator diferenciador deste processo de fabrico é ser realizado à temperatura ambiente, um passo essencial para a eletrónica verde: «é tudo feito à temperatura ambiente, incluindo a deposição, padronização e soldagem dos microchips. A eliminação da temperatura do processo de sinterização (como é comum em eletrónicos impressos) e do processo de soldagem reduz consideravelmente o consumo de energia».
Esta investigação apresenta uma mudança de paradigma e fornece as bases para a próxima geração de dispositivos eletrónicos recicláveis. No entanto, as técnicas desenvolvidas ainda requerem um maior desenvolvimento tecnológico «para atingir a mesma maturidade que a atual tecnologia de circuitos impressos, isto é, carecem da maturidade necessária, incluindo a resolução de padronização desejada e o nível de automação adequado, para aplicações industriais», finaliza Mahmoud Tavakoli.
Intitulado “3R Electronics: Scalable Fabrication of Resilient, Repairable, and Recyclable Soft-Matter Electronics”, o artigo científico está disponível AQUI.
Legenda da imagem: 3R Electrónica. A) Materiais constitucionais, incluindo tintas à base de metal líquido bifásico e polímeros reversíveis. B) Fabrico autónomo incluindo técnicas de impressão/laser patterning i), Pick and place ii), e soldadura e cura assistida por vapor iii). Graças aos polímeros reversíveis, os microchips penetram a tinta e o substrato, resultando numa integração perfeita no circuito v). C) Exemplo de uma matéria macia com padrão laser circuito com oito extensómetros e microchips SMD de última geração para processamento, amplificação, e comunicação. D) O conceito de recuperação de os elementos da electrónica 3Rs, baseados na dissolução de matriz polimérica reversível. E) Utilização de polímeros reversíveis com matriz física não permanente as ligações cruzadas, como substrato, o adesivo e-textil, e o ligante em tinta, contribuem para a auto-soldagem, auto-cura, reparação e reciclagem.
