L’e-waste è uno dei flussi di rifiuti in più rapida crescita: oltre alla complessità del recupero, il problema è che molte componenti elettroniche sono progettate senza una reale strategia di fine vita. In questo contesto, un gruppo di ricercatori dell’University of Glasgow ha presentato un approccio per realizzare circuiti stampati che puntano a ridurre l’impronta di smaltimento e a semplificare la separazione dei componenti.
Che cosa hanno realizzato i ricercatori
Il lavoro descrive assemblati di circuito stampato (PCBA/PCB) in cui, secondo gli autori, oltre il 99% della massa può degradarsi in prodotti a bassa tossicità in condizioni controllate o nel suolo. L’idea di fondo è intervenire proprio su ciò che rende i PCB difficili da riciclare: substrati e piste conduttive.
Dallo standard rame/FR4 a un’alternativa degradabile
Nell’elettronica tradizionale i PCB usano spesso rame su substrati tipo FR4 (composito vetro-resina), materiali che complicano recupero e trattamento, soprattutto quando sono presenti additivi e ritardanti di fiamma. I ricercatori sostituiscono il rame con zinco e puntano a trasferire le piste su substrati biodegradabili (citati anche carta e bioplastiche), riducendo il “peso morto” non recuperabile.
Il processo “growth-and-transfer”: elettrodeposizione e trasferimento delle piste
Il cuore tecnico è un processo definito dagli autori “growth-and-transfer”: lo zinco viene elettrodeposto su un supporto “sacrificabile” e poi trasferito su un substrato degradabile. In questo modo si punta a ottenere piste con buona conducibilità e geometrie fini senza esporre il substrato finale a condizioni aggressive. Nel paper vengono indicati risultati come risoluzione delle piste fino a 5 μm, sheet resistance 3 mΩ/sq e shelf life oltre un anno.
Prestazioni, degradabilità e recupero componenti
Gli autori riportano test su prestazioni e durata, e prove di degradazione rapida nel suolo in condizioni di compostaggio. Un passaggio pratico importante riguarda il recupero della parte “di valore” dell’elettronica: componenti e chip possono essere rimossi e recuperati tramite risciacquo in una soluzione blanda a base di acido acetico (citato anche l’esempio “tipo aceto”), con l’obiettivo di ridurre danni e rendere l’operazione più accessibile rispetto a trattamenti industriali complessi.
Dimostratori: sensori tattili, contatori LED, sensori di temperatura
Per mostrare l’applicabilità, il team descrive diversi casi d’uso (dimostratori) tra cui sensori tattili, contatori LED e sensori di temperatura. Il punto non è solo “funziona in laboratorio”, ma che la combinazione di piste conduttive in zinco e substrati degradabili consenta di immaginare dispositivi più coerenti con logiche “usa e recupera” dove il trattamento come e-waste tradizionale è poco realistico.
Impatto ambientale: indicazioni da LCA e riduzione del Global Warming Potential
Nel paper viene riportato un confronto tramite Life Cycle Assessment (LCA) con PCB convenzionali (fibra di vetro + rame), indicando una riduzione del Global Warming Potential fino al 79% per l’approccio proposto. È un dato da leggere con attenzione (dipende da confini e assunzioni dell’analisi), ma è rilevante perché sposta la discussione dal singolo materiale al bilancio complessivo di produzione e fine vita.
Zinco nel suolo: perché è “compatibile”, ma non privo di vincoli
Gli autori motivano la scelta dello zinco (Zn) anche per ragioni di disponibilità e biocompatibilità, ricordando però che l’uso nel suolo non è banale: lo zinco può trasformarsi in composti naturali (ossidi, carbonati, fosfati) e può essere presente in alcuni fertilizzanti/compost, ma esistono limiti di concentrazione e la tossicità dipende dal contesto e dalle quantità. In pratica: la “degradabilità” va pensata insieme a criteri di sicurezza e a possibili normative locali sul compost.
Dove si inserisce la ricerca: REACT Center e ecosistema UK
Il progetto si colloca nelle attività del centro REACT (Responsible Electronics and Circular Technologies) dell’University of Glasgow, legato a temi di elettronica responsabile e circolarità. Nella comunicazione dell’università viene presentato come un passo verso dispositivi progettati per essere riusati, riciclati o degradati in sicurezza, con applicazioni potenziali in aree come sensori e IoT.
