Introduzione

Con la velocità in cui l’elettronica è entrata nella vita quotidiana, catalizzata dall’avvento dell’elettronica indossabile e dell’Internet delle cose, si prevede che  la produzione di rifiuti generati aumenterà in modo massiccio, data la rapida obsolescenza degli apparecchi elettrici esistenti. Attualmente, la maggior parte dei componenti elettrici sono inorganici, non degradabili e sfusi. Spesso incorporano sostanze tossiche come metalli pesanti, ritardanti di fiamma bromurati e molecole polialogenate, che sono dannose per l’ambiente se smaltite in modo non corretto. Per facilitare la gestione dei rifiuti elettronici, la ricerca si è rivolta all’elettronica di origine vegetale denominata “Plant-e-tronics”. Dato che le piante sono naturalmente biodegradabili con eccezionali proprietà meccaniche (ad esempio, flessibilità e leggerezza), sono ottime candidate per la fabbricazione di vari componenti elettronici.

Caratteristiche Tecniche

Materiale composito a base di cellulosa versatile, flessibile, robusto, parzialmente biodegradabile ed economico, realizzato impregnando la cellulosa con un inchiostro comprendente leganti proteico-polimerici e nanomateriali elettricamente conduttivi (ad esempio, nanopiastrine di grafene, nanofibra di carbonio, nanotubi di carbonio, nerofumo, nanoparticelle d’argento, nanoparticelle d’oro, nanoparticelle di alluminio o miscele di quanto sopra). Esso può essere utilizzato in varie applicazioni, dalla schermatura elettromagnetica alle antenne, alle celle fotovoltaiche e all’elettronica indossabile. Il legante nell’inchiostro conduttivo è composto da almeno una proteina di origine vegetale (50-75% in peso) e acido aleuritico (25-45% in peso). La procedura di fabbricazione è la seguente:

1. La parte legante dell’inchiostro è  costituita da almeno una proteina di origine vegetale (gliadina e/o zeina) e acido aleuritico. Questi materiali vengono prima disciolti in una miscela di solventi;
2. La conducibilità dell’inchiostro si ottiene disperdendo nell’inchiostro un nanomateriale elettricamente conduttivo;
3. Un lato della cellulosa viene quindi rivestito con l’inchiostro conduttivo;
4. Per impregnare completamente l’inchiostro conduttivo all’interno del materiale di cellulosa e per polimerizzare l’acido aleuritico, il substrato di cellulosa rivestito viene pressato a caldo.

Possibili Applicazioni

• Schermatura EMI per sicurezza e difesa, antenne flessibili, elettrodi fotovoltaici, spettroscopia, optoelettronica, imaging, scienze spaziali e rilevamento biologico.

Vantaggi

• Flessibile, biodegradabile, facile da fabbricare e a basso costo;
• Uso di sostanze presenti in natura con basso impatto ambientale;
• Non sono necessari plastificanti.