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Jul 03, 2023

Reciclagem de discos compactos para aplicações bioeletrônicas flexíveis e esticáveis

Volume de comunicações da natureza

Nature Communications volume 13, Número do artigo: 3727 (2022) Citar este artigo

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O lixo eletrônico é um problema global causado pela curta vida útil dos eletrônicos. Métodos viáveis ​​para aliviar o sistema de descarte inundado reaproveitando a enorme quantidade de lixo eletrônico permanecem indefinidos. Inspirado pela necessidade de soluções sustentáveis, este estudo resultou em uma abordagem multifacetada para a reciclagem de discos compactos. As placas outrora onipresentes podem ser transformadas em biossensores elásticos e flexíveis. Nossos experimentos e protótipos avançados mostram que biossensores eficazes e inovadores podem ser desenvolvidos a baixo custo. Um cortador mecânico artesanal acessível permite que padrões pré-determinados sejam marcados no metal reciclado, um primeiro passo essencial para a produção de eletrônicos elásticos e vestíveis. O metal ativo colhido dos discos compactos era inerte, citocompatível e capaz de medições biopotenciais vitais. Estudos adicionais examinaram a emitância resistiva do material, a detecção de temperatura, o desempenho do monitoramento de metabólitos em tempo real e a transitoriedade acionada por umidade. Essa abordagem sustentável para a reciclagem de lixo eletrônico fornece um fluxo de lixo baseado em pesquisa vantajoso que não requer instalações de microfabricação de ponta, materiais caros e habilidades de engenharia de alto calibre.

O descarte de lixo eletrônico (e-lixo) tornou-se um fluxo de resíduos preocupante e crescente, impulsionado pelo curto ciclo de vida dos eletrônicos. Em 2015, as Nações Unidas estabeleceram um plano para os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS)1. O 12º ODS, "Consumo e Produção Responsáveis", procura enfrentar os desafios do lixo eletrônico, garantindo que os países adotem uma abordagem mais responsável para o fluxo de lixo eletrônico em proliferação2. Processos de reciclagem ineficientes são uma preocupação global para o gerenciamento de lixo eletrônico, pois contribuem para o aumento de resíduos em aterros e produzem poluição tóxica3. Além disso, Stephan Sicars (Diretor do Departamento de Meio Ambiente da Organização de Desenvolvimento Industrial da ONU) descreveu o lixo eletrônico como "uma séria ameaça ao meio ambiente e à saúde humana em todo o mundo"4. Em 2019, as Nações Unidas documentaram 1,7 kg per capita de lixo eletrônico reciclado de 7,3 kg per capita gerados. Para garantir a reciclagem de todo o lixo eletrônico até 2030, a taxa de reciclagem precisará ser aproximadamente dez vezes maior2. Para reduzir o acúmulo de aterros e poluição, é necessário um método mais sustentável para gerenciar o fluxo de lixo eletrônico. Atualmente, apenas cerca de 15 a 20% do lixo eletrônico é reciclado, apesar de seus materiais valiosos – ferro, aço, cobre, prata e ouro5,6,7. Considerando que os 80% restantes do lixo eletrônico não são coletados para reciclagem devido ao custo e à falta de uma infraestrutura global5,6,7,8. Enquanto isso, os componentes tóxicos e perigosos do lixo eletrônico – mercúrio, chumbo e resinas sintéticas – ameaçam o meio ambiente e são deixados para se degradar em aterros sanitários ou incinerados5,6,7. Hoje, o lixo eletrônico consiste principalmente em tecnologias ultrapassadas que representam a trilha cada vez maior5. Produtos de anos anteriores, como discos compactos (CDs), televisores antigos e monitores de computador, são os maiores contribuintes para o lixo eletrônico5. Desde 1999, 9,02 bilhões de CDs foram vendidos nos Estados Unidos9. Em 2021, as vendas de CDs aumentaram 1,1% em relação ao ano anterior, para 40,6 milhões10. No entanto, essas estatísticas não consideram remessas globais e representam apenas CDs de música, excluindo outros tipos, como DVDs, discos de software e videogames. Além disso, o campo biomédico utiliza CDs como meio primário para imagens médicas entre pacientes e provedores. Assim, espera-se que o número global de CDs produzidos e circulando globalmente seja muito maior e o fim do fluxo de resíduos de CDs ainda não esteja claro. À medida que a desmaterialização da sociedade aumenta e nos deslocamos ainda mais para as plataformas eletrônicas, onde todos esses CDs serão depositados? O ciclo de vida e o descarte dos CDs são particularmente preocupantes, pois eles podem se despolimerizar do policarbonato em seu monômero tóxico, o bisfenol A (BPA)11. Com o tempo, a liberação constante de BPAs, um possível xenoestrogênio, pode ter consequências negativas para a saúde e o meio ambiente11,12. Como tal, a exploração da fonte de reciclagem e upcycling de lixo eletrônico é imperativa.