Stanford (Califòrnia) presenta un material semiconductor flexible, biodegradable i de base orgànica, per posar fre a la creixent quantitat de residus electrònics que genera l'ús massiu de la tecnologia a les nostres vides.
Un semiconductor biodegradable, flexible i autoreparador
L'electrònica ha envaït les nostres vides, i en conseqüència també comencem a veure'ns superats per les quantitats de residus electrònics que genera l'activitat humana diària (quantitat prevista en uns cinquanta milions de tones per a aquest 2017, segons l'informe Waste Crime, del Programa ambiental de les Nacions Unides).
Per aquesta raó, el Bao Research Group, del Departament d'Enginyeria Química de la universitat californiana d'Stanford, està replantejant l'electrònica i intenta imitar el comportament de la pell humana per al desenvolupament de nous aparells electrònics: aquests haurien de ser flexibles, autoreparables i biodegradables, com la pell, en paraules de Zhenan Bao, la cap de l'equip. Havent assolit les dues primeres característiques, recentment han presentat un nou material semiconductor que, asseguren, també en té la tercera. Els resultats dels treballs del Bao Research Group s'han publicat el mes de maig d'enguany en l'article "Biocompatible and totally disintegrable semiconducting polymer for ultrathin and ultralightweight transient electronics", aparegut a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
El grup de recerca ha creat un polímer semiconductor, basat en la química de les imines, consistent en una mena de plàstic flexible, que és fàcilment degradable mitjançant l'addició d'àcids suaus com l'acètic (vinagre). Segons l'equip, és el primer exemple de polímer semiconductor degradable de què es té constància.
Aspecte del nou semiconductor i dels circuits de ferro desenvolupats pels enginyers de la Universitat d'Stanford, penjats en un cabell humà (© Bao Research Lab, Stanford University)
Els investigadors del Bao Research Group han creat, a més del semiconductor, un circuit electrònic degradable, que en lloc d'or fa servir ferro, ambientalment inert i no tòxic per a l'ésser humà. Aquest circuit fa de menys d'1 micròmetre de gruix, pesa aproximadament 2 g/m2 i opera amb un potencial elèctric de 4 V.
Tot plegat es completa amb un substrat (la base per muntar-hi el polímer i el circuit) a partir de cel·lulosa alterada, flexible, transparent, ultrafí (800 nanòmetres) i biodegradable sense derivats tòxics: remeteu-vos al vincle PDF adjunt per als detalls sobre les diferents capes que el componen. Aquest substrat obre la porta a instruments electrònics biocompatibles, amb finalitats mèdiques per exemple, que es podrien implantar sobre la pell o dins el cos. La flexibilitat d'aquests nous dispositius electrònics els faria aptes també per a un ús puntual, de dies o tot just de minuts (posem per cas per a la mesura de constants vitals, o per a analítiques ràpides), cosa que segons els responsables del grup de recerca justifica l'afany d'aconseguir-ne la biodegradabilitat un cop s'han fet servir.
Els nous instruments electrònics basats en els components descrits també podrien tenir aplicacions mediambientals: en opinió de l'equip d'investigadors, seria possible fer-los servir per a la recollida de dades de l'entorn en àrees àmplies d'indrets remots, tot just deixant-los caure des d'un avió, esperant que facin la seva feina i que després es descomponguin per si sols sense malmetre l'ambient.
Cal assenyalar per acabar que en aquesta actuació hi ha hagut participació catalana: entre els seus finançadors, a més de l'Air Force Office for Scientific Research dels EUA i de companyies com Kodak o BASF, hi trobem el Programa Beatriu de Pinós de l'Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca (AGAUR) de la Generalitat de Catalunya.
Autors
Redactat per: Alfonso Martínez Jaume
Per saber-ne més: Proceedings of the National Academy of Sciences, Proceedings of the National Academy of Sciences [PDF]
