Chip de madeira inaugura eletrônica biodegradável

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/05/2015

O "chip de madeira" usa um circuito eletrônico real, enquanto experimentos anteriores precisaram usar materiais adaptados às técnicas de reciclagem. [Imagem: Yei Hwan Jung]

Eletrônicos biodegradáveis

Depois dos microprocessadores que dissolvem na água e dos circuitos eletrônicos com botão de autodestruição, agora é a vez dos chips feitos de madeira.

A ideia de Yei Hwan Jung, da Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, é substituir a maior parte dos processadores e chips em geral por um material biodegradável ou mesmo reaproveitável.

E a solução apresentada é, de longe, a mais próxima da realidade entre todas as tentativas feitas até agora para lidar com o crescente problema do descarte de circuitos integrados obsoletos.

"A maioria do material em um chip é suporte. Nós usamos menos de dois micrômetros para tudo o mais. [Com a nossa solução] os chips são tão seguros que você poderia colocá-los na floresta e os fungos iriam degradá-lo. Eles se tornaram tão seguros quanto um fertilizante," explicou o professor Zhenqiang Ma, líder da equipe.

O experimento também demonstrou o potencial da eletrônica flexível, com circuitos produzidos na forma de películas para posterior aplicação sobre um substrato, como um carimbo. [Imagem: Yei Hwan Jung et al. - 10.1038/ncomms8170]

Chip de madeira

Para demonstrar as possibilidades da técnica, Jung usou um substrato de madeira para criar um chip de 5 x 6 milímetros, com 1.500 transistores de arseneto de gálio, um material padrão na indústria eletrônica para a fabricação de circuitos integrados de comunicação wireless.

O protótipo construído pela equipe apresentou um desempenho comparável aos circuitos integrados usados pela indústria.

Embora se refiram ao seu substrato biodegradável como "madeira", o material é na verdade feito com fibras de celulose reduzidas à escala nanométrica, por isso chamadas de nanofibrilas de celulose.

Esse polímero de origem natural é prensado e recoberto com uma resina, para evitar a expansão termal e reduzir a hidroscopia, a tendência natural da madeira para atrair umidade do ar, o que a faria inchar e danificaria o circuito.

O circuito integrado degradou-se quase completamente em 60 dias. [Imagem: Yei Hwan Jung et al. - 10.1038/ncomms8170]

Eletrônica flexível

O experimento também demonstrou a potencial da fabricação de circuitos eletrônicos na forma de películas flexíveis, que podem ser aplicadas a diferentes superfícies - o circuito foi produzido na forma de uma película e depois aplicado sobre a camada de suporte de nanocelulose.

"A atual fabricação em massa dos circuitos integrados semicondutores é tão barata que pode levar algum tempo até que a indústria se adapte ao nosso projeto. Mas a eletrônica flexível é o futuro," avaliou o professor Ma.

Bibliografia:

High-performance green flexible electronics based on biodegradable cellulose nanofibril paper
Yei Hwan Jung, Tzu-Hsuan Chang, Huilong Zhang, Chunhua Yao, Qifeng Zheng, Vina W. Yang, Hongyi Mi, Munho Kim, Sang June Cho, Dong-Wook Park, Hao Jiang, Juhwan Lee, Yijie Qiu, Weidong Zhou, Zhiyong Cai, Shaoqin Gong, Zhenqiang Ma
Nature Communications
Vol.: 6, Article number: 7170
DOI: 10.1038/ncomms8170