Un jour, bientôt vos gadgets obsolètes pourraient être tout aussi compostables que des pelures de bananes et du marc de café. Les chercheurs du Young Investigator Network à l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) en Allemagne développent de l’électronique imprimée à partir de matériaux naturels et compostables, ce qui pourrait aider à réduire les millions de tonnes de déchets électroniques qui s’accumulent dans le monde chaque année.
Biomüll statt Elektroschrott: Kompostierbare Elektro-nik zum Ausdrucken
Neuer Vertrag, neues Endgerät – Handys, Smartphones oder Tablet-Computer haben eine Lebensdauer von einigen Monaten bis zu wenigen Jahren. Danach ist die Technik veraltet oder schlicht defekt, das Nachfolgemodell längst auf dem Markt. Die Folge: Knapp 3 Millionen Tonnen Elektroschrott stammten im vergangenen Jahr allein aus der Informations- und Telekom-munikationstechnik. Gedruckte Elektronik wird diesen Weg-werftrend weiter befördern, indem sie die Herstellungskosten senkt und mit Einwegprodukten, wie interaktiven Verpackungen oder intelligenten Pflastern, neue Märkte erschließt. Nach-wuchsforscher am KIT haben darauf eine innovative Antwort: Sie entwickeln gedruckte Elektronik aus kompostierbaren Na-turmaterialen.
Halbleiter und Farbstoffe aus Pflanzenextrakten oder Isolatoren aus Gelatine – die Nachwuchswissenschaftler arbeiten mit biologisch leicht abbaubaren Materialien. „Diese sind zwar nicht so langlebig, wie das anorganische Pendant, doch für die Lebensdauer von Ein-wegelektronik sind sie stabil“, sagt Nachwuchsgruppenleiter Dr. Gerado Hernandez-Sosa, der für das Projekt 1,7 Millionen Euro im Wettbewerb „NanoMatFutur“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung eingeworben hat. Habe die Elektronik ausgedient, könne man sie einfach in den Biomüll oder auf den Kompost werfen, wo sie gleich einer Bananenschale verrotte.
Für gängige gedruckte Elektronik, etwa für organische Leuchtdioden (OLEDs), gilt dies bislang nicht. „Als ‚organisch‘ bezeichnen wir alle Kunststoffe auf Kohlenstoffbasis. Über die Umweltverträglichkeit sagt der Begriff allein noch nicht aus“, erklärt Dr. Hernandez-Sosa. So sei beispielsweise die Trägerfolie von OLEDs – das Papieräqui-valent für elektronische Tinten – aus dem gleichen Plastik wie her-kömmliche Getränkeflaschen. Die Nachwuchsgruppe Biolicht ver-wendet hierfür nur Materialien, die in der Natur tatsächl
Au lieu du silicium, des métaux lourds et d’autres éléments qui peuvent rester un certain temps et même potentiellement créer des risques toxiques à mesure qu’ils se décomposent dans les décharges, les chercheurs travaillent avec des matériaux biodégradables, y compris des semi-conducteurs et des colorants à base d’extraits de plantes et des isolants fabriqués à partir de gélatine.
« Ceux-ci pourraient ne pas durer aussi longtemps que les alternatives inorganiques, mais ils peuvent facilement fonctionner pendant la durée de vie des appareils électroniques jetables, » explique le Dr Gerardo Hernandez Sosa, leader du Young Investigator Group de KIT.
Quand ils ne sont plus nécessaires, il dit que les composants peuvent être jetés avec les déchets biologiques ou dans le compost où ils vont pourrir comme toute autre matière organique qui se décompose. Il note cependant que certains produits avec le mot « bio » dans leurs noms tels que des diodes électroluminescentes organiques (OLED) ne sont pas biodégradables de la même manière.
« Nous appelons tous, des matériaux synthétiques qui sont basés sur du carbone« organique ». Mais ce terme ne nous dit rien sur leur compatibilité environnementale, » explique-t-il.
Au lieu d’utiliser des métaux ou des métalloïdes comme le silicium, les chercheurs travaillent avec des feuilles de support fabriquées à partir de matériaux naturels comme les amidons et de la cellulose, semblables à de récents travaux d’une équipe du Wisconsin aux Etats-Unis. Des disques gélatines comme ceux utilisés pour fabriquer des capsules de médicaments peuvent également être bon pour l’isolation.
Un élément clé de la création de composants électroniques totalement biodégradables sera le développement d’encres pour l’impression de circuits électroniques qui ont toutes les propriétés environnementales et conductrices requises et qui n’ont pas besoin d’être brancher sur des imprimantes, entre autres préoccupations.
Relever ce défi est l’orientation actuelle de l’équipe de recherche. Les scientifiques espèrent disposer d’électronique organique compostable prêt pour les fournisseurs ou les étagères des magasins dans environ trois ans.
http://www.kit.edu/kit/english/pi_2015_compostable-electronics-for-printing.php
