Du mycélium fongique à la place de la résine époxy : mise au point d'un circuit imprimé compostable

Au lieu de jeter ces déchets de biomasse, l’équipe les transforme en un matériau semblable au plastique grâce à un procédé innovant impliquant un moulage et un séchage à l’air, ce qui donne une petite plaque d’environ 0,5 cm d’épaisseur et d’une densité de 1,23 g/cm³, comparable à celle des circuits imprimés (PCB) classiques. À l’aide d’une impression directe à l’encre ou d’un procédé de gravure standard, suivi d’un soudage manuel, les chercheurs ont pu déposer des composants électroniques directement sur les plaques fongiques.

« Lors des essais en laboratoire, le matériau issu du mycélium fongique a démontré d’excellentes propriétés mécaniques et une bonne stabilité thermique », a expliqué Nina Oehlsen, doctorante à l’Université technique de Freiberg (TU Bergakademie Freiberg) et première autrice de la publication scientifique. « Bien que les propriétés électriques soient encore inférieures à celles des circuits imprimés standard, le mycélium fongique est suffisant pour des prototypes ou des applications à basse fréquence – telles que les capteurs environnementaux, les biens de consommation et les jouets. »

Toutefois, pour que la plaque soit comparable aux circuits imprimés actuels, elle doit être testée conformément à des normes telles que l’IPC-A-600 ou la DIN EN 60249-1 et optimisée en termes d’absorption d’eau.

Les défis de la gestion de fin de vie

D’ici 2030, on estime à 82 millions de tonnes le volume mondial de déchets électroniques, selon le « Global E-waste Monitor ». Le circuit imprimé durable, baptisé AnimatPCB, s’attaque non seulement au fardeau environnemental des déchets électroniques non recyclables, mais offre également une solution pour éviter l’utilisation de matériaux non réutilisables en fin de vie des circuits imprimés. Le circuit imprimé lui-même est entièrement biodégradable, et les transistors qui y sont déposés pourraient être récupérés pour être réutilisés, a déclaré Linus Stegbauer, maître de conférences en matériaux techniques biogéniques à l’Université technique de Freiberg (TU Bergakademie Freiberg) : « Nous avons créé un matériau fonctionnel de haute qualité à partir d’un déchet industriel, sans recourir à des matières premières fossiles supplémentaires. Par rapport à un circuit imprimé classique, le mycélium fongique présente une empreinte carbone réduite de 56 % et peut être dissous facilement et en toute sécurité dans l’eau en fin de vie. »

Cette recherche bio-inspirée peut apporter une contribution significative au développement d’une industrie électronique circulaire : « Nous démontrons qu’il est possible de développer des composants électroniques de haute qualité sans impact environnemental à long terme – et nous proposons des solutions pour une industrie électronique circulaire », souligne le professeur Simon Glöser-Chahoud, économiste à l’Université technique de Freiberg (TU Bergakademie Freiberg), qui a calculé l’empreinte carbone sur l’ensemble du cycle de vie de ce matériau innovant.