Una Nuova Era del Riciclo per i Circuiti Stampati (PCB)

All’interno del telefonino o del computer su cui state leggendo questa notizia c’è una scheda in fibra di vetro che contiene tutti i chip dei circuiti, i fili e gli altri componenti elettronici che fanno funzionare il dispositivo. Ogni anno, centinaia di migliaia di tonnellate di questi circuiti stampati (PCB) vengono gettati nelle discariche perché i dispositivi elettronici diventano obsoleti.

Sono state condotte numerose ricerche per trovare il modo di estrarre metalli preziosi dai rifiuti elettronici. Ma il riciclaggio dei PCB stessi, che sono fatti di un tipo di plastica particolarmente resistente, è difficile.

I ricercatori dell’Università di Washington hanno annunciato una possibile soluzione. “Abbiamo creato una nuova composizione per i circuiti stampati che ha prestazioni pari a quelle dei materiali standard del settore e può essere riciclata ripetutamente senza deteriorarsi”. Spiega Vikram Iyer, professore di informatica e ingegneria e coautore di un articolo apparso su Nature Sustainability.

Recyclable vitrimer-based printed circuit boards for sustainable electronics | Nature Sustainability

I PCB sono costituiti da strati di fibre di vetro laminati in una plastica epossidica simile alle colle epossidiche che si trovano in ferramenta. Questo materiale composito conferisce ai PCB la resistenza termica e chimica necessaria per l’elettronica. Ma la plastica e il vetro sono difficili da separare, quindi il materiale viene solitamente bruciato per recuperare metalli preziosi come l’oro e il rame utilizzati nell’elettronica. Questo crea rifiuti che contaminano l’aria, il suolo e l’acqua.

Inoltre, gran parte dei rifiuti elettronici del mondo viene inviata nei Paesi poveri, “dove le persone cercano di estrarre piccole quantità di minerali preziosi dai rifiuti in condizioni di scarsa sicurezza che rilasciano fumi tossici”. Spiega Iyer.

Così Aniruddh Vashisth, ingegnere meccanico, e i collaboratori hanno sostituito l’epossidico dei PCB con un tipo di plastica nota come vitrimer. “I vitrimer scivolano e formano nuovi e forti legami chimici quando vengono riscaldati oltre una certa temperatura, consentendo di riciclarli più volte. Ciò a differenza della plastica delle bottiglie d’acqua che si degrada a ogni ciclo di riciclaggio”. Spiega Vashisth.

Per separare il vitrimer dalle fibre di vetro, i ricercatori hanno immerso la tavola in un solvente e l’hanno riscaldata a una temperatura moderata. Il vitrimer si ammorbidisce e si gonfia, e i ricercatori possono separare le materie prime e usarle per produrre un nuovo PCB. Negli esperimenti, il team è riuscito a riutilizzare il 98% del vitrimer e il 91% del solvente. Sono stati in grado di riciclare il materiale più volte senza perdere le sue proprietà.

L’aspetto più interessante di questo approccio, aggiunge Iyer, è che i nuovi PCB offrono prestazioni paragonabili a quelle dei materiali convenzionali e sono compatibili con i processi di lavorazione standard utilizzati per la realizzazione dei circuiti, per cui i costi di produzione dei PCB dovrebbero essere simili. Sebbene il team non abbia effettuato un’analisi dettagliata dei costi, “utilizziamo sostanze chimiche disponibili su scala industriale e le fasi di lavorazione sono in gran parte le stesse dei materiali prodotti industrialmente, come l’epossidica, il che suggerisce che il prodotto ha il potenziale per essere competitivo in termini di costi in volumi più grandi”. Conclude Iyer.

Fonti articolo: Recyclable circuit boards for sustainable electronics (anthropocenemagazine.org) – Recyclable vitrimer-based PCB (washington.edu) New circuit boards can be repeatedly recycled | UW News (washington.edu)

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