La investigación dirigida por Argonne trabaja para reducir los desechos electrónicos con polímeros luminiscentes biodegradables

«Pudimos hacer que este material sea biodegradable y reciclable sin sacrificar la funcionalidad». — Jie Xu, científico de Argonne que dirigió el proyecto.

Superar este desafío fue la motivación detrás del nuevo Sostenibilidad de la Naturaleza publicación dirigida por investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), junto con colaboradores de la Universidad de Chicago, la Universidad Purdue y la Universidad de Yale. El equipo desarrolló una estrategia para diseñar desde cero polímeros luminiscentes emisores de luz altamente eficientes que sean biodegradables y reciclables. Lo hacen incorporando una sustancia química llamada éster terc-butílico en los polímeros luminiscentes que pueden descomponerse cuando se exponen al calor o a un ácido suave.

En definitiva, esta química permite el reciclaje del material manteniendo altas funciones de emisión de luz.

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Luego, el equipo utilizó un dispositivo para probar la eficiencia cuántica externa del material, un indicador del rendimiento de la fuente de luz. Obtuvo un impresionante 15,1% en electroluminiscencia, diez veces más que los polímeros luminiscentes degradables existentes.

Al final de su vida útil, este nuevo polímero puede degradarse en condiciones ligeramente ácidas (próximo al pH ácido del estómago) o mediante un tratamiento térmico relativamente bajo (>410 F). Los materiales resultantes se pueden aislar y transformar en nuevos materiales para aplicaciones futuras.

«Pudimos hacer que este material sea biodegradable y reciclable sin sacrificar la funcionalidad», dijo el líder del proyecto Jie Xu, científico del Centro de Materiales a Nanoescala, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE en Argonne. «Este trabajo sirve como un punto de referencia importante para abordar la urgente necesidad de sostenibilidad en el diseño de la electrónica del futuro».

El equipo tiene como objetivo hacer que la electrónica del futuro sea más sostenible (más fácil de degradar o reciclar) y no solo diseñarla para su función actual. También quieren ampliar la utilidad de estos productos en otras áreas.

«El diseño sigue siendo compatible con la procesabilidad y, finalmente, hay que utilizarlo en aplicaciones reales», afirmó Yuepeng Zhang, científico de materiales de Argonne y coautor de la publicación. Los investigadores predicen que este nuevo polímero se puede aplicar a tecnologías existentes, como pantallas e imágenes médicas, y permitir nuevas aplicaciones.

Los próximos pasos para ampliar la tecnología incluyen trasladarla del laboratorio a dispositivos electrónicos como teléfonos celulares y pantallas de computadora con pruebas continuas.

El equipo señaló que este es sólo el primer paso del proceso, pero con los desechos electrónicos, cada paso cuenta. Xu espera que se preste más atención al diseño de productos electrónicos teniendo en cuenta la reciclabilidad, especialmente porque esta prueba de concepto de despolimerización ha tenido tanto éxito.

«Esta es una industria de 46 mil millones de dólares al año y sólo está creciendo», dijo Xu. «Se estima que para 2032 la industria crecerá hasta alcanzar los 260 mil millones de dólares. Con este método, podemos eliminar este tipo de desechos electrónicos que de otro modo se recogerían en los vertederos».

CRÉDITO DE LA IMAGEN: Jie Xu y Yukun Wu.

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