Sensori Elettronici Biodegradabili con Polimeri Derivanti dalla Riqualificazione di Rifiuti Organici

The growing need for sustainable materials and production strategies is essential to reduce the environmental impact and costs associated with manufacturing and disposal processes. In electronics, the use of conventional materials presents significant challenges in terms of environmental sustainability, due to high energy consumption during production and difficulties in the disposal of devices at the end of their life. In my research, I explored the potential of chitosan, a biopolymer derived from animal waste, abundant in nature, biocompatible, biodegradable, and antibacterial, for the development of sustainable flexible electronic devices. I successfully fabricated functional devices, including a plethysmograph on flexible PCBs and RFID antennas, with potential applications in the medical field and food tracking, ensuring safe contact with the skin. Beyond its use as a passive substrate, I studied the electrical properties of chitosan, aiming to explore its potential for organic electronics, and its piezoelectric properties for the development of sensors and actuators. In particular, I characterized its piezoelectric behavior using Piezo Force Microscopy, an advanced and precise technique. This approach opens new perspectives in sustainable electronics, contributing to the transition toward a circular economy.

La crescente esigenza di materiali e strategie produttive sostenibili è fondamentale per ridurre l’impatto ambientale e i costi associati ai processi di produzione e smaltimento. Nell’ambito dell’elettronica, l’utilizzo di materiali convenzionali presenta significative criticità in termini di sostenibilità ambientale, sia per l’alto consumo energetico nelle fasi di fabbricazione sia per le difficoltà legate allo smaltimento dei dispositivi a fine vita. Nel mio lavoro, ho esplorato le potenzialità del chitosano, un biopolimero derivato da scarti animali, abbondante in natura, biocompatibile, biodegradabile e antibatterico, per lo sviluppo di dispositivi elettronici flessibili sostenibili. Sono riuscito a fabbricare dispositivi funzionali, tra cui un pletismografo su PCB flessibili e antenne RFID, con potenziali applicazioni in ambito medico e nel food-tracking, garantendo sicurezza nel contatto diretto con la pelle. Oltre al suo utilizzo come substrato passivo, ho studiato le proprietà elettriche del chitosano, con l’obiettivo di esplorarne il potenziale per l’elettronica organica, e le sue proprietà piezoelettriche per lo sviluppo di sensori e attuatori. In particolare, ho caratterizzato il comportamento piezoelettrico mediante Piezo Force Microscopy, una tecnica avanzata e precisa. Questo approccio apre nuove prospettive nell’elettronica sostenibile, contribuendo alla transizione verso un’economia circolare.