Parmi les publications récentes de l'équipe, deux portent sur le tri des déchets électroniques. Une première est ciblée sur la faisabilité de l’utilisation de la technologie LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) pour le tri des plastiques issus de l’électronique. Ceux-ci contiennent fréquemment des additifs toxiques qu’il faut détecter et dont la concentration doit être quantifiée [1]. Dans une seconde analyse, il est montré qu’un changement de paradigme dans le traitement des cartes de circuits imprimés permettrait un recyclage de nombreux métaux critiques, encore trop peu, voire non recyclés à ce jour [2]. Il est notamment montré qu'une analyse par rayons X résolue en énergie (technologie CEA/LETI), permet de localiser, reconnaitre et trier les composants électroniques sur la base de leur composition élémentaire, une première mondiale.
Une autre série d'études porte sur l'élaboration de processus d'extraction liquide-liquide à l'aide d'un dispositif microfluidique. La plateforme réalisée est le premier dispositif au monde d’extraction microfluidique automatisée intégrant des mesures quantitatives par spectroscopie de fluorescence X [3]. La difficulté à franchir était de pouvoir obtenir une adaptation rapide des procédés selon la variabilité des entrants. La mesure est automatisée et réalisée à la fois pour les phases aqueuses et organiques. L'étude montre notamment qu’un nouveau point de fonctionnement du procédé peut être établi en quelques minutes, et qu’en quelques heures c’est toute sa cinétique qui peut être obtenue avec seulement quelques millilitres de déchets produits pour l'étude. Des simulations numériques cohérentes avec les données expérimentales ont par ailleurs pu être obtenues. Cette étude rapporte enfin, la première démonstration de l’asymétrie de la résistance de l’interface au transfert d'ions.
Enfin d'autres études menées par le consortium CEA-NTU pointent sur la recherche de filières pour la réutilisation des matériaux sortants des procédés de recyclage, avec une valeur ajoutée accrue. Une première démonstration de la réutilisation directe de certains composants polymériques issus de nos ordinateurs comme substrats pour milieux de culture en biologie cellulaire a ainsi été obtenue. Il est en particulier démontré que de tels substrats peuvent favoriser la différenciation de cellules souches en lignées cellulaires spécifiques [4].
Références :
[1] “Laser induced breakdown spectroscopy for plastic analysis.”
Q Zeng, JB Sirven, JCP Gabriel, CY Tay, JM Lee, Trends in Analytical Chemistry, 116280 (2021).
[2] “Dismantling of Printed Circuit Boards Enabling Electronic Components Sorting and Their Subsequent Treatment Open Improved Elemental Sustainability Opportunities.”
AA Maurice, KN Dinh, NM Charpentier, A Brambilla, JCP Gabriel, Sustainability 13 (18), 10357 (2021).
[3] “First online X‐ray fluorescence characterization of liquid‐liquid extraction in microfluidics”
AA Maurice, J Theisen, V Rai, F Olivier, A El Maangar, J Duhamet, T Zemb, JCP Gabriel, Nano Select 2021, 1-12 (2021).
[4] « Direct reuse of electronic plastic scraps from computer monitor and keyboard to direct stem cell growth and differentiation »
P Shi, CK Tan, Z Wu, JCP Gabriel, M Srinivasan, JM Lee, CY Tay, Science of the Total Environment, 151085 (2021).
Contact CEA : Jean-Christophe Gabriel (NIMBE/LICSEN).
Collaborations :
- NIMBE UMR 3685 CEA-CNRS – CEA Saclay, France
- CEA, Service D'Études Analytiques et de Réactivité des Surfaces, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
- CEA, DES, ISEC, DMRC, Université de Montpellier, Marcoule, France
- CEA Leti, Université Grenoble Alpes, 38054 Grenoble, France
- ICSM, CEA, CNRS, ENSCM, Université de Montpellier, Marcoule, France
- Nanyang Technological University, Singapore :
- SCARCE Laboratory, Energy Research Institute @ NTU (ERI@N)
- School of Chemical and Biomedical Engineering
- School of Biological Sciences
- School of Materials Science and Engineering