La mayoría de los teléfonos inteligentes y otros productos eléctricos o electrónicos contienen pequeñas cantidades de plomo, que no parece un gran problema por sí solo. Pero cuando hay muchos miles de millones de estos productos, ya sea en el uso diario o descarriado, el total suma grandes cantidades de plomo, que es un metal pesado tóxico.

Por lo tanto, las autoridades medioambientales de la UE / EEE, EE.UU. y varios otros países han acordado limitar el uso de plomo en equipos eléctricos y electrónicos. Los productos no deben contener más del 0,1 por ciento en peso de plomo para ser aprobados para el marcado CE. según la normativa vigente - pero hay excepciones, especialmente cuando no se pueden encontrar materiales alternativos.

Un gran paso en la dirección no tóxica

"En la práctica, No es posible limitar o detener el uso de plomo en dichos productos si no tiene otros materiales que puedan brindar los mismos beneficios sin ser significativamente más costosos. Por lo tanto, En el Departamento de Química de la Universidad de Oslo (UiO) hemos intentado desarrollar nuevos materiales que puedan reemplazar los materiales que contienen plomo. Ahora, hemos dado un gran paso en una dirección correcta y no tóxica, "dice el investigador Henrik Hovde Soensteby a Titan.uio.no.

Soensteby se graduó recientemente como PhD, basado en su trabajo en la fabricación de películas delgadas de un material que tiene el potencial de reemplazar el plomo en productos eléctricos y electrónicos. El material contiene los elementos comunes sodio, potasio y oxígeno además del niobio metálico, y no tiene efectos ambientales nocivos conocidos.

"Estrictamente hablando, el material no es completamente nuevo, pero ha sido difícil producirlo en una forma que pueda usarse en aplicaciones. Pero ahora, Hemos resuelto este problema utilizando la técnica llamada Atomic Layer Deposition (ALD). Ahora podemos hacer películas delgadas con potasio y sodio como ingredientes importantes, que es algo que nadie más ha podido hacer antes, "Soensteby explica

El problema del plomo

El trasfondo de la investigación de Sønsteby es que cada vez compramos más productos eléctricos y electrónicos, que en gran parte terminan como Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE) cuando se encuentran disponibles aparatos nuevos y más geniales. Esto significa que la cantidad de RAEE aumenta constantemente en todo el mundo, porque algunas naciones no son tan inteligentes como Noruega en lo que respecta al reciclaje. Según la Agencia de Medio Ambiente de Noruega, Aproximadamente el 85 por ciento de los RAEE en Noruega se recicla y se utiliza en la producción de nuevos equipos.

"Los problemas con la contaminación por plomo son mucho mayores en China y los otros países que producen los productos electrónicos de los que nos hemos vuelto completamente dependientes, pero eso no significa que no debería importarnos en Europa. El problema con el plomo es que el cuerpo absorbe el elemento y desplaza otras sustancias químicas de tal manera que se alteran importantes funciones biológicas. Los niños y las mujeres embarazadas son especialmente vulnerables, porque el plomo se absorbe fácilmente en los huesos durante el crecimiento, "dice Soensteby.

El envenenamiento por plomo puede causar una variedad de síntomas (ver cuadro de datos) e incluso se ha afirmado que el envenenamiento por plomo provocó la caída del antiguo Imperio Romano.

"Los romanos usaban compuestos de plomo en sus acueductos, y el acetato de plomo, también llamado azúcar de plomo, incluso se usó como edulcorante en el vino. Obviamente no es una buena idea, "comenta Oeønsteby.

Plomo en materiales sensibles a la presión

El plomo se utiliza a menudo en materiales piezoeléctricos, lo que significa que consisten en cristales que producen un voltaje eléctrico cuando se aplica presión. Por lo tanto, estos materiales se utilizan ampliamente como sensores de presión. La función inversa también es importante:si aplica un voltaje eléctrico a dichos materiales, se expandirán y, por ejemplo, le darán un motor diminuto que puede mover cosas muy pequeñas.

El uso más extenso de material piezoeléctrico y a base de plomo ocurre en transmisores y receptores, donde el titanato de circonato de plomo compuesto cerámico (también llamado PZT) ha sido difícil de reemplazar. PZT contiene aproximadamente un 60 por ciento de plomo en peso. La película delgada que Sønsteby y sus colegas del grupo de investigación Nanoestructuras y Materiales Funcionales (NAFUMA) han logrado producir ahora ofrece una alternativa realista.

La innovadora película delgada está formada por cristales, que Henrik Sønsteby crea depositando una capa atómica a la vez sobre un sustrato hecho de silicio. Los investigadores de UiO están muy por delante a nivel internacional en el uso de la tecnología ALD, y colegas de investigación tanto de lejos como de cerca han notado que ahora pueden hacer estas películas con sodio y potasio.

"En principio, Creo que hemos abierto una nueva puerta al hacer posible producir nuevos tipos de materiales utilizando ALD. Tanto la tecnología de batería más barata, los superconductores y los materiales termoeléctricos pueden beneficiarse de esto. Hemos sido contactados por varios otros grupos de investigación que ya están construyendo sobre nuestra investigación, "dice Soensteby.

El resto se trata de mejorar

Henrik Soensteby agrega que todavía hay algunos problemas que deben resolverse antes de que las nuevas películas delgadas puedan usarse en productos.

"Ahora, podemos producir las películas en el laboratorio, por lo que el siguiente paso es encontrar una manera de producir cantidades que sean lo suficientemente grandes y baratas para ser utilizadas industrialmente. También debemos encontrar una manera de producir cristales donde todas las propiedades piezoeléctricas apunten en la misma dirección, antes de que los materiales se puedan utilizar como sensores o pequeños motores. Sin embargo, No veo ninguna razón por la que esto no debería ser posible, "Concluye Soensteby.