¿Pueden utilizarse fibras de celulosa para fabricar circuitos impresos ecológicamente sostenibles para la industria electrónica? Un equipo multinacional dentro de un proyecto de la UE llamado "Hypelignum" está investigando esta cuestión, entre otras. El objetivo del proyecto es la electrónica biodegradable.
Thomas Geiger, investigador de los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales (Empa), también forma parte del equipo "Hypelignum". Lleva tiempo investigando las fibrillas de celulosa -fibras finas que pueden producirse a partir de recortes de madera o residuos agrícolas-. Se queman sin dejar residuos y son compostables. Geiger está investigando si estas fibras pueden utilizarse también para producir material de base para placas de circuitos impresos, ya que se sabe que las placas de circuitos impresos rígidas convencionales son materiales compuestos a base de resinas epoxi reforzadas con fibra de vidrio, que aún no son reciclables.
Geiger ya había fabricado placas de circuitos con fibras de celulosa e investigado su biodegradación. Mezcladas con agua, las biofibras producen un lodo viscoso que puede deshidratarse y compactarse en una prensa especial. Junto con un colega, fabricó 20 placas de circuitos de prueba, que fueron sometidas a diversas pruebas mecánicas y finalmente equipadas con componentes electrónicos. El experimento fue un éxito, ya que la placa de circuitos de celulosa liberó los componentes soldados al cabo de unas semanas en el medio natural.
Placa de prueba tras el compostaje
Brillo sedoso como el marfil
En colaboración con una escuela técnica de Rapperswil, Geiger también pudo desarrollar carcasas para ratones de ordenador a partir de este material. Las carcasas producidas tienen un brillo sedoso y se asemejan en color y tacto a las piezas de marfil.
Los empleados de Empa ya pueden contribuir con sus hallazgos al proyecto de investigación europeo "Hypelignum". El proyecto se inició en octubre de 2022 y el consorcio, que incluye participantes de Austria, Eslovenia, España, Países Bajos, Suecia y Suiza, tiene previsto producir y evaluar placas ecoconductoras fabricadas con diversos materiales. Además de la celulosa nanofibrilada (CNF), se están investigando la lana de madera y la celulosa de madera de álamo como base; también se está utilizando chapa de madera como base para los tableros.
Como parte del proyecto, los departamentos de investigación de Empa utilizarán bases de datos de materiales para calcular la huella ecológica de los PCB ecológicos y comparar los distintos conceptos entre sí, y fabricarán los PCB a partir de materias primas renovables. Las placas de circuito no sólo deben tener una gran resistencia mecánica, sino que además no deben hincharse en condiciones de humedad ni formar grietas a muy baja humedad. Geiger está convencido de que las fibras de celulosa pueden ser una muy buena alternativa a los compuestos de fibra de vidrio.
El material se deshidrata en una prensa especial con 150 toneladas de presión. Esto permite que las fibras de celulosa se adhieran entre sí sin ningún otro aditivo. Las propiedades de los materiales de base así obtenidos dependen de los parámetros de presión, temperatura y tiempo del proceso de prensado.
El proyecto de la UE tiene objetivos ambiciosos: No sólo pretende investigar placas de circuitos impresos fabricadas con materias primas renovables y compostables, sino también desarrollar tintas conductoras para las conexiones eléctricas entre los componentes. Estas tintas suelen producirse a base de nanopartículas de plata.
Los investigadores buscan materiales sustitutivos más baratos y menos escasos, así como un método de producción ecológico para estas nanopartículas.
