L’industria dell’elettronica si orienta verso un modello “circolare” grazie a un’iniziativa avviata all’incrocio di diverse discipline presso la Libera Università di Bolzano. Nei laboratori universitari del NOI Techpark, è stata infatti sperimentata una tecnologia eco-sostenibile che impiega carta ottenuta da residui di frutta come mele, kiwi e uva e che può costituire una base per dispositivi stampati flessibili. Dispositivi tecnologici che si prestano per essere adottati come biosensori da utilizzare nel controllo delle funzioni biologiche o nell’agricoltura di precisione.
Alla ricerca di nuove “terre rare”
Con l’aumento costante dell’utilizzo di dispositivi elettronici nelle società avanzate, le preoccupazioni legate agli aspetti ecologici e sociali, quali l’approvvigionamento di materiali rari necessari alla loro produzione e la corretta gestione dei rifiuti e del riciclo, diventano sempre più pressanti. Appare sempre più necessario ripensare la produzione in termini sostenibili e riutilizzare i componenti tecnologici secondo una logica circolare. Il team di ricerca del Sensing Technologies Lab, il laboratorio nanotecnologico e sensoristico della Unibz situato al NOI Techpark a Bolzano, guidato dai professori Paolo Lugli e Luisa Petti, ha sviluppato in collaborazione con partner nazionali ed internazionali una nuova tecnologia che utilizza carta derivata da scarti frutticoli per produrre circuiti stampati.
Un lavoro multidisciplinare: Ingegneria e scienze ambientali
L’idea originale è nata da un progetto interno della Unibz che ha visto la partecipazione anche di altri ricercatori provenienti dalla Facoltà d’Ingegneria e dalla Facoltà delle Scienze Ambientali, Agrarie ed Alimentari, oltre alle Università di Trento, Padova e Sussex. Il finanziamento è stato fornito anche da un progetto bilaterale della Provincia Autonoma di Bolzano nell’ambito della cooperazione tra Sudtirolo e Svizzera, coordinato dal ricercatore Giuseppe Cantarella. La squadra multidisciplinare ha illustrato i test condotti ed i risultati raggiunti nel laboratorio nell’articolo scientifico Laser-Induced, Green and Biocompatible Paper-Based Devices for Circular Electronics pubblicato su “Advanced Functional Materials”, una delle riviste più prestigiose nel campo dei materiali innovativi.
L’innovativo processo produttivo prevede l’utilizzo della stampa laser per carbonizzare la superficie del substrato celluloso derivante dalla lavorazione degli scarti frutticoli (mele, kiwi ed uva). I substrati cartacei sostituiscono l’utilizzo tradizionale della polpa vergine legnosa nella produzione cartacea riducendo così lo sfruttamento delle risorse naturali a favore del riutilizzo dei residui alimentari. Grazie all’ottimizzazione dei parametri laser sono stati realizzati dispositivi come condensatori o biosensori utilizzabili per monitorare sia gli alimenti sia le funzioni corporee umane. La cellulosa derivata dalla frutta si è dimostrata sicura anche per applicazioni cutanee grazie alla sua totale assenza di plastica.
Due sono le strategie adottate per il riciclaggio dell’elettronica: nella prima i dispositivi possono dissolversi a temperatura ambiente in 40 giorni senza lasciare tracce nocive; nella seconda vengono reintegrati nell’ambiente naturale favorendo la crescita vegetale o migliorando le caratteristiche del suolo.
