Las placas de circuito de autocuración ofrecen un nuevo camino para reducir los desechos electrónicos globales
El circuito reciclable creado por equipos del Departamento de Ingeniería Mecánica y el Departamento de Química. Foto de Alex Parrish para Virginia Tech.
Entre actualizaciones y desgloses en teléfonos celulares, tabletas, computadoras portátiles y electrodomésticos, se están arrojando a la basura que han tomado con un nombre propio: E-s-Waste.
Según un informe de 2024 emitido por las Naciones Unidas, el monto de los desechos electrónicos en todo el mundo casi se ha duplicado en los últimos 12 años, de 34 mil millones a 62 mil millones de kilogramos, el equivalente de 1.55 millones de camiones de envío, y se estima que alcanzará 82 mil millones de kilogramos para 2030. Solo 13.8 kilos kilos, el 20% del total, se espera que se revenirá, se espera que se reanude, un número de plano.
En pocas palabras, estamos tirando más y más electrónicos, y el reciclaje no se mantiene al día. Pero un estudio en materiales avanzados de dos equipos de investigación tecnológica de Virginia ofrece una solución potencial al problema de los desechos electrónicos: un material reciclable que podría hacer que la electrónica sea más fácil de descomponer y reutilizar.
La química y la ingeniería tienen una respuesta
Michael Bartlett, profesor asociado de ingeniería mecánica, y Josh Worch, profesor asistente de química, provienen de diferentes campos, pero juntos crearon una nueva clase de materiales de circuito.
Con un trabajo significativo de su equipo de investigadores de estudiantes posdoctorales y graduados, incluidos Dong Hae Ho, Meng Jiang y Ravi Tutika, los nuevos circuitos son reciclables, conductores eléctricamente, reconfigurables y autocurados después del daño. Sin embargo, conservan la fuerza y la durabilidad de los plásticos de la placa de circuito tradicional: las características rara vez se encuentran juntas en un solo material.
El nuevo material comienza con un Vitrimer, un polímero dinámico que se puede remodelar y reciclar. Este material versátil se combina con gotas de metal líquido que hacen el trabajo de transportar la corriente eléctrica, como lo hacen los metales rígidos en un circuito tradicional.
Este es un enfoque fundamentalmente diferente de otros electrónicos reciclables o flexibles. Al combinar polímeros de alto rendimiento y adaptables con metales líquidos eléctricamente conductores, el nuevo circuito se mantiene bajo una serie de desafíos.
“Nuestro material es diferente a los compuestos electrónicos convencionales”, dijo Bartlett. “Las placas de circuito son notablemente resistentes y funcionales. Incluso bajo deformación o daño mecánico, todavía funcionan”.
(Desde la izquierda) Ravi Tutika, Michael Bartlett, Josh Worch y Meng Jiang prueban el circuito reciclable creado por los equipos de la Ingeniería Mecánica y la Química. Crédito: Alex Parrish para Virginia Tech.
Una segunda vida
El reciclaje de las placas de circuito tradicional implica varios pasos de deconstrucción intensivos en energía y aún produce grandes cantidades de desechos. Se pierden miles de millones de dólares de valiosos componentes metálicos en el proceso.
Reciclar la placa de circuito del equipo es sencillo y se puede lograr de múltiples maneras.
“Las placas de circuito tradicionales están hechas de termosets permanentes que son increíblemente difíciles de reciclar”, dijo Worch. “Aquí, nuestro material compuesto dinámico se puede curar o remodelar si se daña aplicando calor, y el rendimiento eléctrico no sufrirá. Las placas de circuito modernas simplemente no pueden hacer esto”.
Las placas de circuito Vitrimer también pueden deconstruirse al final de la vida utilizando hidrólisis alcalina, lo que permite la recuperación de componentes clave como el metal líquido y los LED. Reutilizar completamente todos los componentes de los compuestos conductores en un proceso de circuito cerrado sigue siendo un objetivo para futuras investigaciones.
Si bien puede que no sea posible frenar la cantidad de electrónica que los consumidores del mundo descartan, este trabajo representa un paso clave para mantener más electrónica fuera de los vertederos.
Más información: Dong Hae Ho et al, compuesto conductivo de vitrimer de metal líquido para electrónica reciclable y resiliente, materiales avanzados (2025). Doi: 10.1002/ADMA.202501341
Proporcionado por Virginia Tech
Cita: Las placas de circuito de autocuración ofrecen una nueva ruta para reducir los desechos electrónicos globales (2025, 3 de junio) Recuperado el 3 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-Circuit-Boards-path-Global.html
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