Le monde produit plus de 140 000 tonnes de déchets électroniques chaque jour. Ces déchets sont complexes, constitués de nombreux matériaux différents, ce qui les rend très difficiles à séparer et à recycler.
Les chercheurs se sont tournés vers l’humble champignon pour obtenir de l’aide. dans un nouveau Avancées scientifiques étude, ils montrent comment la peau de champignon transformée pourrait être un substrat biodégradable pour les puces informatiques, nous rapprochant un peu plus de l’électronique recyclable.
Les circuits électroniques sont constitués de plusieurs puces informatiques et d’autres composants reposant sur des cartes de circuits imprimés en plastique conventionnel. Ces cartes constituent un obstacle majeur au recyclage de l’électronique, déclare Martin Kaltenbrunner de l’Université Johannes Kepler en Autriche. « Il est difficile, voire impossible, de les réutiliser ou de les démonter. Il n’est souvent pas économiquement viable de les recycler, ils sont donc soit incinérés, soit mis en décharge.
Pendant ce temps, le monde produit de plus en plus de petits appareils électroniques qui n’ont pas besoin de durer trop longtemps. Il s’agit notamment de capteurs, d’étiquettes électroniques pour les produits en magasin et d’appareils de surveillance de la santé portables. La fabrication de versions dégradables de ces appareils à courte durée de vie pourrait être un grand pas en avant en matière de durabilité. Et un bon point de départ est le circuit imprimé en plastique.
Les champignons sont déjà utilisés pour fabriquer des produits durables cuir et des matériaux d’emballage de type polystyrène. Kaltenbrunner et ses collègues sont tombés sur des peaux de champignons pour circuits imprimés par hasard. L’un de ses doctorants étudie les matériaux composites bois-champignon pour les matériaux d’isolation. Il a trouvé que Ganoderma lucidum les champignons forment une peau protectrice compacte autour des copeaux de bois sur lesquels ils poussent. Il a pu décoller de grandes feuilles de ce matériau, qui ressemblaient à de fines feuilles de papier.
Le séchage des feuilles a donné un matériau solide, flexible et résistant au courant et à la chaleur, parfait pour un substrat de circuit. Le matériau pouvait être plié plus de 2 000 fois et replié plusieurs fois sans perdre sa résistance électrique.
Les chercheurs ont pu souder des composants électroniques et construire des circuits métalliques sur la peau. Ils ont également fabriqué une batterie principalement biodégradable à partir du matériau fongique. La peau de champignon trempée dans un électrolyte liquide conducteur était le séparateur central de la batterie, avec des pâtes métalliques de chaque côté comme électrodes. Son enveloppe extérieure était faite de peau de champignon sèche. Il pourrait alimenter de petits appareils tels qu’un module Bluetooth et un capteur d’humidité.
La peau fongique atteint également le “point idéal” de la dégradabilité, dit Kaltenbrunner. D’autres matériaux d’origine naturelle qui se dégradent trop rapidement ou qui nécessitent des installations de compostage industriel pour se décomposer. La peau des champignons, en revanche, « dure longtemps lorsqu’elle est maintenue raisonnablement sèche, mais dans un compost domestique standard, elle se dégraderait entièrement en deux semaines ou moins. Aucune installation spéciale n’est nécessaire. De plus, aucun post-traitement ou traitement chimique n’est nécessaire.
D’autres ont fabriqué des substrats électroniques biodégradables à partir de papier et de soie. Mais la culture et le traitement de la soie pour les films minces sont complexes, tandis que la production de papier est gourmande en énergie et en eau. La fabrication d’une tonne de papier nécessite environ 300 millions de litres d’eau et environ 33 gigajoules d’énergie, dit Kaltenbrunner, ce qui en fait moins qu’une idée pour de l’électronique bon marché à grande échelle.
Les champignons, quant à eux, poussent facilement sur les déchets de bois, et la peau pousse naturellement et ne nécessite pas beaucoup de traitement, ajoute-t-il. “Nos matériaux à base de champignons ont le potentiel d’être adaptés à faible coût aux besoins de l’industrie électronique quotidienne, tout en consommant moins de ressources et d’énergie que d’autres approches.”
L’équipe étudie maintenant des méthodes de traitement qui leur permettent de produire de manière fiable des peaux de champignons uniformes. Et ils visent également à combiner le substrat durable avec des composants électroniques eux-mêmes dégradables pour créer des circuits entièrement biodégradables.
La source: Doris Danninger et al. MycelioTronics : peau de mycélium fongique pour une électronique durable. Avancées scientifiques2022.
Image © Anthropocène Magazine
