Las pieles de micelio fúngico se pueden utilizar como sustratos para dispositivos electrónicos, según han demostrado físicos y científicos de materiales en Austria. El equipo usó las capas delgadas para crear dispositivos de detección autónomos que consisten en baterías de micelio, un sensor de proximidad y humedad, y un módulo de comunicación Bluetooth. Además de proporcionar una superficie flexible para diseñar circuitos eléctricos, las pieles son biodegradables y podrían ayudar a reducir los desechos electrónicos.
Los investigadores produjeron las pieles de micelio del hongo. Ganoderma lucidum, que crece sobre madera dura muerta en climas templados suaves. Para crear circuitos electrónicos, utilizaron la deposición física de vapor para colocar una fina capa de cobre y oro sobre la piel. Luego se eliminó el metal de esta capa superficial mediante ablación con láser, dejando caminos conductores. Los investigadores llamaron a este enfoque novedoso para crear productos electrónicos flexibles y biodegradables "MycelioTronics", describiendo su trabajo en Science Advances.
La gran cantidad de dispositivos que se producen hoy en día, junto con su vida útil decreciente, genera enormes cantidades de desechos electrónicos, y los volúmenes aumentan rápidamente. De acuerdo con la Monitor mundial de desechos electrónicos 2020, se descartó un récord de 53.6 millones de toneladas de estos desechos electrónicos en 2019, una cifra que se prevé que aumente a 74.7 millones de toneladas para 2030.
También hay un enfoque cada vez mayor en el desarrollo de electrónica flexible, para sensores autónomos para el control de la salud, por ejemplo, que tienen una vida útil de solo días o semanas. De acuerdo a Martín Kaltenbrunner, físico de la Universidad Johannes Kepler, para este tipo de electrónica, los componentes biodegradables serían muy ventajosos.
“Lo que es realmente difícil de reciclar es la placa de circuito impreso o flexible... son demasiado baratos y demasiado difíciles de separar en sus partes individuales”, explica Kaltenbrunner. Los científicos han estado buscando reemplazar las placas de circuito basadas en polímeros en dispositivos flexibles con papel, pero Kaltenbrunner dice que esto no es sostenible. La producción de papel es demasiado intensiva en agua y energía.
pieles de papel
Mientras trabajaban en materiales a base de hongos para el aislamiento de edificios, Kaltenbrunner y sus colegas notaron que los hongos producían una piel densa y compacta de micelio, que es una red de hilos fúngicos. Estas pieles parecían papel y los científicos se preguntaron si podrían usarse para placas de circuito flexibles.
El equipo cultivó pieles de micelio cubriendo virutas de madera de haya húmedas inoculadas con Ganoderma lucidum con rejilla separadora de polietileno y almacenándolos a 25°C. Después de un crecimiento fúngico suficiente, el separador se arrancó del sustrato y la piel de micelio se despegó cuidadosamente del separador. A continuación, el micelio húmedo se secó y comprimió para producir las pieles finales.
Después de la deposición y la ablación con láser de la capa de metal, los investigadores probaron las placas de circuito de micelio resultantes. Descubrieron que tenían una alta conductividad y estabilidad térmica, y que podían soportar alrededor de 2000 ciclos de flexión antes de que la película de metal comenzara a agrietarse y aumentara la resistencia eléctrica. Las pieles también se podían doblar varias veces con solo aumentos moderados en la resistencia.
A continuación, los investigadores crearon un plano de 2 cm2 batería de micelio, utilizando una piel de micelio empapada en una solución electrolítica altamente conductora de iones (cloruro de amonio y cloruro de zinc) como separador, y dos pieles de micelio como cubierta exterior. Esta estructura da como resultado que un alto porcentaje de la batería sea biodegradable, afirman.
Para demostrar aún más su concepto, el equipo creó un dispositivo electrónico que consiste en una batería de micelio, un módulo de comunicación de datos Bluetooth y un sensor de impedancia soldado a una placa de circuito de micelio. Las pruebas demostraron que este dispositivo sensor podía detectar un dedo que se acercaba y cambios en la humedad en una cámara climática.
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Una vez que terminaron con los circuitos, los investigadores descubrieron que podían quitar los componentes reutilizables montados en la superficie con una pistola de calor o un soldador. Esto dejó la placa de circuito de micelio, que se desintegró en un montón de compost. En 11 días había perdido el 93% de su masa seca y después de este punto los restos eran indistinguibles del suelo.
“Puedes ponerlo en el abono de tu hogar”, dice Kaltenbrunner Mundo de la física. Explica que esta es la ventaja de sus materiales fúngicos sobre los plásticos biodegradables que requieren condiciones específicas para descomponerse, “el micelio está literalmente en todas partes en nuestro entorno natural” y las pieles son un producto completamente natural.
