Piccola elettronica, inclusi smartwatch e fitness tracker, non sono facilmente smontabili e riciclabili. Quindi, quando esce un nuovo modello, la maggior parte degli utenti invia i vecchi dispositivi nei flussi di rifiuti pericolosi. Per semplificare il riciclaggio di piccoli dispositivi elettronici, ricercatori che riferiscono in Materiali e interfacce applicati ACS hanno sviluppato un nanocomposito a due metalli per circuiti che si disintegra quando viene immerso nell'acqua. Hanno dimostrato i circuiti in un prototipo di dispositivo transitorio, uno smartwatch funzionale che si è dissolto entro 40 ore.

L'obsolescenza programmata e il ritmo veloce delle innovazioni tecnologiche portano a nuovi dispositivi che sostituiscono continuamente le vecchie versioni, che genera milioni di tonnellate di rifiuti elettronici all'anno. Il riciclaggio può ridurre il volume dei rifiuti elettronici ed è obbligatorio in molti luoghi. Però, spesso non vale la pena riciclare piccoli dispositivi elettronici di consumo perché le loro parti devono essere recuperate a mano, e alcune fasi di lavorazione, come combustione aperta e lisciviazione acida, può causare problemi di salute e inquinamento ambientale. I dispositivi solubili che si rompono su richiesta potrebbero risolvere entrambi questi problemi. In precedenza Xian Huang e colleghi hanno sviluppato un nanocomposito a base di zinco che si scioglieva in acqua per l'uso in circuiti temporanei, ma non era abbastanza conduttivo per l'elettronica di consumo. Così, volevano migliorare le proprietà elettriche del loro nanocomposito solubile, creando allo stesso tempo circuiti sufficientemente robusti da resistere all'uso quotidiano.

I ricercatori hanno modificato il nanocomposito a base di zinco aggiungendo nanofili d'argento, rendendolo altamente conduttivo. Quindi, hanno serigrafato la soluzione metallica su pezzi di poli(vinil alcol), un polimero che si degrada in acqua, e hanno solidificato i circuiti applicando piccole gocce d'acqua che facilitano le reazioni chimiche e poi evaporano. Con questo approccio, il team ha realizzato uno smartwatch con più circuiti stampati in nanocomposito all'interno di una custodia in poli(vinil alcol) stampata in 3D. Lo smartwatch aveva sensori che misuravano con precisione la frequenza cardiaca di una persona, livelli di ossigeno nel sangue e conteggio dei passi, e ha inviato le informazioni a un'app per cellulare tramite una connessione Bluetooth. La confezione esterna ha resistito al sudore, ma una volta che l'intero dispositivo è stato completamente immerso nell'acqua, sia la custodia in polimero che i circuiti si sono dissolti completamente entro 40 ore. Tutto ciò che è rimasto indietro sono stati i componenti dell'orologio, come uno schermo a diodo organico a emissione di luce (OLED) e un microcontrollore, così come resistori e condensatori che erano stati integrati nei circuiti. I ricercatori affermano che il nanocomposito a due metalli può essere utilizzato per produrre dispositivi transitori con prestazioni corrispondenti a quelle dei modelli commerciali, che potrebbe fare molto per risolvere le sfide dei piccoli rifiuti elettronici.