Equipe Inovadora Cria Eletrônicos Recicláveis e Autocuráveis para Combater E-Lixo

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O Problema Crescente do E-Lixo

Entre upgrades e quebras de celulares, tablets, laptops e eletrodomésticos, tantos dispositivos eletrônicos estão sendo jogados no lixo que ganharam nome próprio: e-lixo.

Segundo relatório de 2024 da ONU, a quantidade de e-lixo mundial quase dobrou nos últimos 12 anos, de 34 para 62 bilhões de quilogramas — equivalente a 1,55 milhão de caminhões de contêiner — e estima-se atingir 82 bilhões de quilogramas até 2030. Apenas 13,8 bilhões de quilogramas — cerca de 20% do total — devem ser reciclados, número projetado para permanecer estável.

Simplificando: estamos jogando fora cada vez mais dispositivos eletrônicos, e a reciclagem não está acompanhando. Mas novo estudo na Advanced Materials por duas equipes de pesquisa da Virginia Tech oferece solução potencial: material reciclável que poderia tornar eletrônicos mais fáceis de decompor e reutilizar.

Nova Classe de Materiais de Circuito

Michael Bartlett, professor associado de engenharia mecânica, e Josh Worch, professor assistente de química, vêm de campos diferentes, mas juntos criaram nova classe de materiais de circuito. Com trabalho significativo de sua equipe de pesquisadores pós-doutorado e graduação, incluindo Dong Hae Ho, Meng Jiang e Ravi Tutika, os novos circuitos são recicláveis, condutores elétricos, reconfiguráveis e autossanáveis após danos. Ainda retêm resistência e durabilidade de plásticos de placas de circuito tradicionais — características raramente encontradas juntas em um único material.

Composição: Vitrimer + Metal Líquido

O novo material começa com vitrimer, polímero dinâmico que pode ser remodelado e reciclado. Este material versátil é combinado com gotas de metal líquido que realizam o trabalho de transportar corrente elétrica, como metais rígidos fazem em circuitos tradicionais.

Esta é abordagem fundamentalmente diferente de outros dispositivos eletrônicos recicláveis ou flexíveis. Combinando polímeros adaptáveis de alto desempenho com metais líquidos condutores, o novo circuito resiste a diversos desafios.

"Nosso material é diferente de compósitos eletrônicos convencionais," disse Bartlett. "As placas de circuito são notavelmente resilientes e funcionais. Mesmo sob deformação mecânica ou dano, ainda funcionam."

Reciclagem Simplificada e em Ciclo Fechado

Reciclar placas de circuito tradicionais envolve várias etapas de desconstrução intensivas em energia e ainda gera grandes quantidades de desperdício. Bilhões de dólares em componentes metálicos valiosos são perdidos no processo. Reciclar a placa de circuito da equipe é direto e pode ser realizado de múltiplas formas.

"Placas de circuito tradicionais são feitas de termofixos permanentes incrivelmente difíceis de reciclar," disse Worch. "Aqui, nosso material compósito dinâmico pode ser curado ou remodelado se danificado, aplicando calor, e o desempenho elétrico não sofrerá. Placas de circuito modernas simplesmente não conseguem fazer isso."

As placas de circuito vitrimer também podem ser desconstruídas no fim da vida usando hidrólise alcalina, permitindo recuperação de componentes-chave como metal líquido e LEDs. Reutilizar totalmente todos os componentes dos compósitos condutores em processo de ciclo fechado permanece meta para pesquisa futura.

Embora possa não ser possível conter o número de dispositivos eletrônicos descartados pelos consumidores mundiais, este trabalho representa passo fundamental para manter mais deles fora de aterros.

Fonte: Virginia Tech