Des circuits imprimés biodégradables en bois pour une électronique plus verte
Les circuits imprimés actuels ne sont guère recyclables. Dans le cadre du projet de recherche de l’UE « HyPELignum, des chercheurs de l’Empa en Suisse ont développé une variante biodégradable avec leur biomatériau entièrement basé sur le bois. Ce biomatériau peut être transformé en circuits imprimés fonctionnels pour des appareils électroniques, de l’ordinateur portable à la brosse à dent. Un pas important vers l’électronique durable.
Une « dream team » de fibrilles et de lignine
Thomas Geiger du laboratoire Cellulose and Wood Materials explique :«Le matériau de base du support est un mélange naturel de cellulose et d’un peu de lignine. Au sens strict, il s’agit d’un déchet. « Nos partenaires de l’institut de recherche TNO aux Pays-Bas ont mis au point un procédé permettant d’extraire les matières premières lignine et hémicellulose du bois. Ce qui reste, c’est la lignocellulose brunâtre, pour laquelle il n’y avait jusqu’à présent aucune utilisation ». Thomas Geiger, qui fait depuis longtemps des recherches sur l’électronique à base de cellulose, a vu le potentiel de cette matière première. Pour que la lignocellulose puisse devenir un produit high-tech tel qu’un circuit imprimé, elle doit d’abord être broyée avec un ajout d’eau afin de décomposer les fibres de cellulose relativement épaisses en fines fibrilles de cellulose. Il en résulte un fin réseau de fibrilles très fines qui sont reliées entre elles. L’étape suivante consiste à extraire l’eau de la masse à haute pression. Les fibrilles se rapprochent les unes des autres et sèchent pour former une masse solide. Les chercheurs appellent ce processus « cornification ». « La lignine contenue sert de liant supplémentaire dans la masse ».
Les limites
La plaque cornifiée ainsi obtenue est « presque » aussi résistante qu’une plaque de circuit imprimé conventionnelle composée de fibres de verre et d’époxy. « Presque » car ce panneau compostable est encore sensible à l’eau et à une forte humidité. Mais l’eau est nécessaire, car « si l’eau ne peut plus du tout pénétrer dans le matériau de support, les micro-organismes, comme les champignons, ne peuvent plus y pousser – et la biodégradabilité ne serait donc plus assurée », explique Thomas Geiger.
Les chercheurs sont néanmoins confiants dans le fait que la résistance du biomatériau lignocellulosique peut encore être améliorée avec un traitement adéquat. Pour certaines applications, nous devons toutefois aussi repenser notre rapport à l’électronique. De nombreux appareils électroniques ne sont utilisés que quelques années avant de devenir obsolètes – il n’est donc pas forcément judicieux de les fabriquer à partir de matériaux qui peuvent durer des centaines d’années ».
EMPA
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