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Electrónica impresa ecológica

Ingenieros de la Universidad de Duke han desarrollado la primera electrónica impresa del mundo totalmente reciclable, eliminando el uso de productos químicos y sustituyéndolos por agua en el proceso de fabricación. Esto podría reducir la huella ambiental de la industria electrónica y los riesgos para la salud humana.

Anteriormente, los investigadores ya habían demostrado la posibilidad de crear electrónica impresa totalmente reciclable utilizando tres tintas basadas en carbono: nanotubos de carbono semiconductores, grafeno conductor y nanocelulosa aislante. Sin embargo, el mayor desafío era adaptar el proceso para que solo utilizara agua en lugar de productos químicos peligrosos.

Para lograr una tinta a base de agua en la que los nanotubos de carbono se distribuyeran uniformemente sobre una superficie, los investigadores agregaron un tensioactivo similar al detergente. Sin embargo, la tinta resultante no creaba una capa lo suficientemente densa de nanotubos de carbono como para permitir el paso de una corriente elevada de electrones.

El problema era que el tensioactivo utilizado para evitar la aglomeración de los nanotubos de carbono también impedía que las capas adicionales se adhirieran a la primera. En un proceso tradicional, estos tensioactivos se eliminarían utilizando altas temperaturas o productos químicos agresivos, lo cual conlleva riesgos para la salud y el medio ambiente.

Para superar este desafío, el equipo de investigación desarrolló un proceso cíclico en el que el dispositivo se enjuaga con agua, se seca con calor a baja temperatura y se vuelve a imprimir. Además, se redujo la cantidad de tensioactivo utilizado en la tinta. Con este enfoque, los investigadores lograron crear transistores totalmente funcionales, reciclables y basados en agua.

El proceso también permitió la recuperación y reutilización de casi el 100% de los nanotubos de carbono y el grafeno utilizados en la impresión, mientras que la nanocelulosa obtenida de la madera puede reciclarse o biodegradarse como el papel. Aunque el proceso utiliza una cantidad significativa de agua, es menor que la requerida para los productos químicos tóxicos utilizados en los métodos de fabricación tradicionales.

Aunque aún hay trabajo por hacer, los investigadores creen que este método podría ser aplicado en la fabricación de otros componentes electrónicos, como pantallas y monitores, que son ampliamente utilizados en la sociedad actual. Al demostrar la viabilidad de un proceso de fabricación de componentes electrónicos más respetuoso con el medio ambiente, esperan inspirar a la comunidad investigadora a seguir trabajando en esta dirección.

Aunque el rendimiento de los transistores de película fina desarrollados aún no alcanza los mejores estándares actuales, son lo suficientemente competitivos como para mostrar que es posible seguir avanzando hacia procesos de fabricación electrónica más respetuosos con el medio ambiente.

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