Les petits appareils électroniques, notamment les smartwatches et les trackers de fitness, ne sont pas faciles à démonter et à recycler. Ainsi, lorsqu’un nouveau modèle sort, la plupart des utilisateurs envoient les anciens appareils dans des flux de déchets dangereux. Pour simplifier le recyclage des petits appareils électroniques, des chercheurs ont mis au point, dans la revue ACS Applied Materials & Interfaces, un nanocomposite bimétallique pour circuits qui se désintègre lorsqu’il est immergé dans l’eau. Ils ont fait la démonstration de ces circuits dans un prototype de dispositif transitoire. Une smartwatch dissoluble et fonctionnelle qui se dissout en 40 heures.
L’importance du recyclage de petits appareils électroniques
La désuétude programmée et le rythme rapide des innovations technologiques font que de nouveaux appareils remplacent continuellement les anciennes versions. Ce qui génère des millions de tonnes de déchets électroniques par an. Le recyclage peut réduire le volume des déchets électroniques. Il est d’ailleurs obligatoire dans de nombreux endroits. Cependant, le recyclage des petits appareils électroniques grand public ne vaut souvent pas la peine. La récupération de leurs pièces doit en effet se faire à la main. De plus, certaines étapes de traitement, comme le brûlage à l’air libre et la lixiviation à l’acide, peuvent entraîner des problèmes de santé et de pollution environnementale.
Le principe du recyclage par dissolution
Les appareils dissolvables qui se désagrègent à la demande pourraient résoudre ces deux problèmes. Auparavant, Xian Huang et ses collègues ont mis au point un nanocomposite à base de zinc. Un élément qui se dissout dans l’eau pour une utilisation dans des circuits temporaires. Toutefois, il n’était pas assez conducteur pour l’électronique grand public. Ils ont donc voulu améliorer les propriétés électriques de leur nanocomposite dissoluble tout en créant des circuits suffisamment robustes pour résister à un usage quotidien.
Les chercheurs ont modifié le nanocomposite à base de zinc en y ajoutant des nanofils d’argent. Ce qui le rend ainsi hautement conducteur. Ils ont ensuite sérigraphié la solution métallique sur des morceaux de poly (alcool vinylique, un polymère qui se dégrade dans l’eau). Ils ont solidifié les circuits en appliquant de petites gouttelettes d’eau qui facilitent les réactions chimiques et s’évaporent ensuite. Grâce à cette approche, l’équipe a fabriqué une montre intelligente comportant plusieurs circuits imprimés en nanocomposite à l’intérieur d’un boîtier en poly (alcool vinylique) imprimé en 3D.
Smartwatch dissoluble : dissolution en immersion totale
La smartwatch est équipée de capteurs qui mesurent avec précision le rythme cardiaque, le taux d’oxygène dans le sang. Elle peut même mesurer le nombre de pas d’une personne. Ces capteurs transmettent les informations à une application pour téléphone portable via une connexion Bluetooth.
L’emballage extérieur de ce smartwatch dissoluble résiste à la sueur. Toutefois, une fois l’appareil entièrement immergé dans l’eau, le boîtier en polymère et les circuits sont complètement dissous en 40 heures. Il ne restera plus que les composants de la montre, tels que l’écran à diodes électroluminescentes organiques (OLED) et le microcontrôleur. Les résistances et les condensateurs intégrés dans les circuits resteront également. Selon les chercheurs, le nanocomposite bimétallique peut servir à la production des dispositifs transitoires dont les performances correspondent à celles des modèles commerciaux. Ce qui pourrait contribuer à résoudre les problèmes liés aux déchets de petits appareils électroniques.
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