BioCP-3DInk: una aposta innovadora per a l’electrònica sostenible i biodegradable

El món de l'electrònica està experimentant una transformació cap a una vessant més sostenible, i des de l'Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) s’està investigant per arribar a aquest canvi amb el projecte BioCP-3DInk. Finançat pel prestigiós programa europeu HORIZON-MSCA-2023-PF-01-01, aquesta iniciativa promet redefinir la manera com es fabriquen els nostres dispositius, impulsant la creació de components electrònics amb un impacte ambiental mínim.

Els investigadors Joan Torras i Juan Carlos Ahumada, del Departament d'Enginyeria Química i del grup  d’Innovació en Materials i Enginyeria Molecular (IMEM) de la UPC, lideren aquesta iniciativa pionera en col·laboració amb la Universitat d'Aarhus (Dinamarca). L’objectiu d’aquesta recerca és desenvolupar una nova generació de tintes conductores completament biodegradables i biocompatibles per a la impressió 3D, una alternativa sostenible als materials rígids i contaminants que actualment s'utilitzen en la fabricació d'electrònica.

El repte de l'e-waste i la solució BioCP-3DInk

La proliferació de dispositius electrònics en el nostre dia a dia suposa un desafiament mediambiental, ja que trobem dispositius electrònics integrats en objectes quotidians —des de la roba fins als implants mèdics—, que generen un volum creixent de residus electrònics (e-waste). Aquests residus, sovint compostos per metalls pesants, derivats del carboni o plàstics sintètics, són de difícil reciclatge i degradació, i aquí es planteja un desafiament ambiental considerable.

BioCP-3DInk sorgeix com una resposta innovadora a aquesta problemàtica. Mitjançant el desenvolupament de tintes conductores biodegradables, el projecte permetrà la fabricació additiva de dispositius amb tecnologies d'impressió 3D d'alta resolució, com el processament digital de llum (DLP). Aquesta aproximació no només simplifica la producció, sinó que redueix significativament la petjada ambiental i afavoreix la descomposició natural de tots els components un cop el dispositiu ha acabat la seva vida útil.

Aplicacions funcionals i sostenibles en camps emergents

La proposta de BioCP-3DInk busca establir un nou estàndard en la fabricació de dispositius electrònics funcionals, sostenibles i totalment degradables, abordant reptes clau en camps emergents com:

• Electrònica flexible: Materials capaços d'adaptar-se a superfícies corbes o deformables, ideals per a pantalles plegables o sensors integrats en teixits.

• Sensors tous: Dispositius que detecten estímuls com la pressió o la temperatura, amb aplicacions en pell artificial, pròtesis avançades o tèxtils intel·ligents.
• Electrònica transitòria o efímera: Permet crear dispositius que es desintegren de forma segura després del seu ús, particularment útil en medicina (per exemple, implants temporals) o en la monitorització ambiental sense deixar rastre.

El camí cap a l'electrònica del futur

El projecte es desenvolupa en dues etapes clau. Inicialment, l'equip se centra en el disseny de nous materials que no només condueixin electricitat, sinó que també es puguin descompondre de manera segura en el medi ambient. Això implica la creació d’una mena de "plàstics intel·ligents" que s'enllacen entre si de forma controlada, eliminant la necessitat d'altres components químics auxiliars que podrien ser contaminants. Aquesta innovació permetrà crear xarxes tridimensionals complexes per a dispositius més simples, eficients i completament biodegradables, com ara pegats mèdics d'un sol ús que mesurin signes vitals durant un cert temps i que es desintegrin posteriorment sense danyar l'entorn.

En una segona etapa, aquests materials seran utilitzats per imprimir prototips de petits circuits electrònics. Aquests prototips s'avaluaran en col·laboració amb els investigadors de la Universitat d'Aarhus (Dinamarca).

Aquestes proves es duran a terme en un entorn interdisciplinari que combina química de materials, impressió 3D, electrònica sostenible i bioenginyeria.

Gràcies al seu disseny innovador i el seu compromís amb els principis de l'economia circular, BioCP-3DInk representa una solució única que ens acosta a un futur on els dispositius electrònics no només seran funcionals, sinó també plenament sostenibles i respectuosos amb el medi ambient.