Un team di scienziati statunitensi e coreani ha sviluppato un innovativo inchiostro per la stampa 3D che promette di rivoluzionare la creazione di circuiti elettrici e strutture facilmente riciclabili. Questo nuovo approccio non richiede calore, luce o sostanze chimiche tossiche, rappresentando una soluzione più sostenibile per la produzione e il riciclo di componenti elettronici. La ricerca, pubblicata su Nature Communications, ha ricevuto il supporto della National Science Foundation degli Stati Uniti e della National Research Foundation of Korea.
L’inchiostro PNIPAM che fa la differenza, soprattutto ecologica
A differenza delle solite tecniche tradizionali che necessitano di alte temperature o di trattamenti chimici complessi, il nuovo inchiostro utilizza un polimero chiamato poli(N-isopropilacrilammide), noto come PNIPAM. Questo materiale si solidifica semplicemente a contatto con acqua salata a temperatura ambiente, semplificando notevolmente il processo di produzione. Il team di ricerca ha impiegato una stampante 3D commerciale per estrudere il polimero in soluzioni di cloruro di calcio e acqua, ottenendo così strutture complesse in grado di condurre elettricità. Grazie a una miscela di PNIPAM e nanotubi di carbonio, gli scienziati sono stati in grado di realizzare un circuito elettrico che riesce persino a alimentare una piccola lampadina.
La professoressa Jinhye Bae dell’Università della California, San Diego, autrice senior dello studio, ha evidenziato come il metodo avvenga completamente in condizioni ambientali, senza la necessità di passaggi aggiuntivi, attrezzature specializzate o materiali tossici. Questa caratteristica rende il PNIPAM particolarmente adatto per la produzione di elettronica usa e getta, componenti robotici e prototipi.
Un aspetto cruciale di questa scoperta è la facilità di riciclo dei materiali prodotti. Le strutture create con PNIPAM possono essere dissolte in acqua fresca e rigenerate semplicemente evaporando l’acqua in un forno a 70°C. Questo processo rappresenta un approccio ecologico per il riciclo dei materiali polimerici, contribuendo a mitigare il già ampliamente discusso problema dei rifiuti elettronici.