Des chercheurs de l'Université Duke en Caroline du Nord (USA)ont fabriqué des transistors à couches minces, éléments essentiels des ordinateurs, entièrement en carbone en utilisant de la nanocellulose cristalline comme diélectrique, des nanotubes de carbone comme semi-conducteur, du graphène comme conducteur et du papier comme substrat. Les trois encres utilisées pour imprimer les circuits étaient également à base de carbone(1).
Ce type de composant électronique est donc non seulement imprimé mais aussi totalement recyclable comme l'ont démontré les chercheurs en immergeant leurs composants dans un bain de récupération mis en vibration par des ondes accoustiques. La centrifugation sélective du liquide a permis de récupérer pratiquement 100% des nanotubes de carbone et du graphène, la cellulose étant de son coté recyclé comme n'importe quel papier.
Cette aptitude au recyclage est un atout pour résoudre le problème environnemental des composants électroniques non recyclables liés à l'informatique. En effet selon un rapport de l'ONU, à peine 25% des composants usagés et des déchets électroniques sont aujourd'hui recyclés. Parmi les matériaux recyclés, on retrouve les métaux comme le cuivre, l'aluminium ou l'acier. Par contre, on ne récupère jamais le silicium des puces des ordinateurs et des objets connectés de plus en plus nombreux.
Le sable de nos plages n'est malgré tout pas encore sauvé car un travail de développement reste encore nécessaire pour industrialiser le procédé. Le silicium ne va donc pas disparaître comme par magie, du jour au lendemain, de nos smartphones et autres gadgets électroniques mais les travaux des chercheurs américains ouvre la voie d'une nouveau procédé de fabrication de composants électroniques à la fois plus écologique et plus économique.
Ces composants, recyclables et facilement imprimables, pourraient par ailleurs être largement utilisés pour les capteurs connectés en fort développement comme, par exemple les biocapteurs médicaux, les détecteurs de pollution, les systèmes de contrôle des villes intelligentes, l'optimisation énergétique des immeubles, etc.
(1) “Printable and Recyclable Carbon Electronics Using Crystalline Nanocellulose,” Nicholas X. Williams, George Bullard, Nathaniel Brooke, Michael J Therien, Aaron D. Franklin. Nature Electronics, April 26, 2021. - DOI: 10.1038/s41928-021-00574-0
