Notícia

Tinta condutora sustentável promete revolucionar a produção de circuitos eletrônicos flexíveis

Divulgação, Universidade de Coimbra

Fonte

Universidade de Coimbra

Data

quinta-feira, 7 setembro 2023 11:25

Áreas

Bioeletrônica. Bioengenharia. Ciência de Dados. Eletrônica. Engenharia Biomédica. Impressão 3D. Processamento de Sinais.

Uma pesquisa conduzida por Manuel Reis Carneiro, aluno de doutorado do Programa Carnegie Mellon Portugal (CMU Portugal) na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), em Portugal, e na Universidade Carnegie Mellon, nos Estados Unidos, desenvolveu uma tinta condutora à base de água para a produção de circuitos eletrônicos flexíveis que permite evitar a utilização de solventes orgânicos, poluentes e nocivos ao ambiente. A técnica foi publicada na revista científica Advanced Science.

Por ser produzida com água, a tinta é mais sustentável, ecológica e reduz de forma significativa o impacto ambiental das soluções já existentes. Adesivos eletrônicos para monitorizar a saúde ou garantir a qualidade de produtos alimentares são algumas das utilizações possíveis.

Manuel Carneiro integra uma equipa liderada pelo Dr. Mahmoud Tavakoli, diretor do Laboratório de Microeletrônica Suave e Impressa da Universidade de Coimbra, que tem já uma vasta experiência no desenvolvimento de circuitos eletrônicos flexíveis. A produção destes circuitos, de forma fácil, rápida e econômica tem sido um dos principais desafios da equipe de Coimbra, que dá agora um novo passo nessa direção ao desenvolver uma tinta que é sustentável e ambientalmente correta.

“A utilização de uma tinta à base de água para a impressão e produção dos circuitos eletrônicos flexíveis traz inúmeras vantagens. Por um lado, reduz radicalmente a pegada ecológica da produção porque não utiliza materiais poluentes. Por outro, torna muito mais fácil a reciclagem e posterior reutilização dos circuitos, que anteriormente consistia num procedimento complexo. Neste caso basta colocar o circuito em álcool, os componentes e as partículas metálicas separam-se e estão aptos para serem reutilizados”, explicou Manuel Carneiro.

Outro grande valor agregado é que a tinta, ao contrário das anteriores, não tem de ser refrigerada, pode ser mantida à temperatura ambiente durante cerca de um mês, o que facilita a sua preservação, reduz a pegada ecológica e os custos de manutenção.

Atualmente, estes circuitos flexíveis têm diversas aplicações, sobretudo na área da saúde como sensores de biomonitorização e adesivos capazes de registar dados de saúde de pacientes, tipicamente atividade muscular, respiração, temperatura corporal, batimentos cardíacos, atividade cerebral, ou até emoções. A maioria dos dispositivos médicos utilizados em contexto hospitalar, como eletrodos para eletrofisiologia, são de uso único e descartados após uma utilização. Assim, a introdução desta nova tinta, que permite uma reciclagem fácil e econômica, tem um impacto relevante na reutilização dos adesivos de monitorização, reduzindo significativamente o lixo eletrônico – também conhecido por e-waste – gerado pelas soluções de uso único.

A indústria alimentar é outro dos setores que pode se beneficiar com esta descoberta ao integrá-la na próxima geração de embalagens inteligentes. A equipe testou a aplicação desta nova tinta em adesivos que podem ser impressos em plástico e aplicados em embalagens de produtos alimentares perecíveis, para monitorizar sua temperatura e garantir sua qualidade. Desta forma é possível garantir a adequada preservação, registar qualquer problema que ocorra durante o armazenamento e informar o consumidor.

“Para já, os adesivos criados contam um sensor de temperatura que mede a temperatura da embalagem e que avisa o utilizador quando existe risco de contaminação. Esta solução tem um custo de produção baixo, pelo que no futuro será viável incluir estes adesivos nas embalagens de bens perecíveis para controlar a sua qualidade. Neste momento, é possível monitorizar a temperatura da embalagem e exposição a condições desfavoráveis, mas contamos conseguir no futuro controlar outros fatores como a pressão, humidade, posição, ou localização”, revelou o pesquisador.

A equipe da FCTUC tem feito progressos significativos na área de produção de circuitos eletrônicos flexíveis, de forma a viabilizar a produção destas soluções em termos de custos e em larga escala. Já é possível, por exemplo, produzir estes circuitos com apenas uma impressora 3D tradicional; no ano passado, foi apresentada uma alternativa para a integração de microchips, em estado sólido, em materiais flexíveis e circuitos à base de polímeros elásticos.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Coimbra.

Fonte: Sara Machado, FCTUC. Imagem: aplicação de circuito flexível no setor alimentício. Fonte: Divulgação, Universidade de Coimbra.

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