24小時(shí)聯(lián)系電話:18217114652、13661815404
中文
行業(yè)資訊
可生物降解電子元件的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)
可生物降解的電子組件在從生物醫(yī)學(xué)工程到農(nóng)業(yè)的各種應(yīng)用中得到利用，并為電子市場(chǎng)及其他領(lǐng)域提供了令人興奮的新機(jī)遇。
可生物降解電子元件的優(yōu)勢(shì)
以下是可生物降解的電子組件的一些更有利的屬性：
柔軟性和柔韌性
可生物降解的電子產(chǎn)品通常稱為軟電子產(chǎn)品，可以接觸人體的軟組織，而幾乎不會(huì)引起刺激。此外，軟電子產(chǎn)品還具有極高的柔軟性和柔韌性，可以使設(shè)備適應(yīng)不同的形狀。
可控制的時(shí)限
可生物降解的電子產(chǎn)品可以具有可控制的時(shí)間限制。研究表明，用于生物醫(yī)學(xué)目的的軟電子設(shè)備在預(yù)期的設(shè)備使用壽命后，將以受控的速率溶解，重新吸收或消失。結(jié)果，這些裝置作為不需要額外手術(shù)即可去除的臨時(shí)醫(yī)療植入物而變得有價(jià)值。
由于這些獨(dú)特的特性，可生物降解的電子組件通常用于生物醫(yī)學(xué)設(shè)備中。
可生物降解電子元件的生物醫(yī)學(xué)用途 SHAPE \* MERGEFORMAT
可以刺激愈合并協(xié)助組織再生的可生物降解電子產(chǎn)品的可能性可能會(huì)帶來新的醫(yī)學(xué)突破。微型/納米制造技術(shù)的發(fā)展使研究人員能夠創(chuàng)建由軟聚合物，可生物降解的金屬，薄硅和有機(jī)材料組成的可植入設(shè)備。
生物傳感器
生物傳感器可以監(jiān)測(cè)人體中的壓力，流量，應(yīng)變和化學(xué)物質(zhì)，并協(xié)助醫(yī)生診斷生理狀況。除了不再需要時(shí)可溶解在體液中的能力外，這些設(shè)備還具有出色的電氣特性。
例如，某些類型的有機(jī)硅彈性體具有高介電強(qiáng)度，并用作用于測(cè)量血管中壓力和氧氣水平的高靈敏度電容傳感器的介電層。其他類型具有出色的屈光特性，可以測(cè)量角膜壓力。
除醫(yī)療應(yīng)用外，可生物降解的電子組件也已進(jìn)入消費(fèi)電子市場(chǎng)。
市場(chǎng)上的可生物降解電子
可生物降解的電子部件的有利性能使其成為許多電子設(shè)備所需要的。新型聚酰胺柔性薄膜可提供下一代可穿戴傳感器所需的機(jī)械強(qiáng)度，光學(xué)特性和耐溫性-用于可折疊電子設(shè)備的超薄觸摸屏。生物可降解電子學(xué)的以下發(fā)展特別有希望：
聚酰胺薄膜
新一波的天然聚酰胺薄膜為薄型，透明的電子設(shè)備提供了未來，這些設(shè)備將在使用壽命終止時(shí)進(jìn)行生物降解。對(duì)于PCB設(shè)計(jì)，新型聚酰胺柔性薄膜的特性可以消除當(dāng)前電路板常見的典型環(huán)氧/丙烯酸粘合劑層，從而形成非常柔性，薄的電路板。
水溶性電子設(shè)備
其他研究表明，水溶性材料可以用作集成電路以及用于環(huán)境傳感器，醫(yī)療傳感器或一次性手機(jī)的其他組件。稱為瞬態(tài)電子設(shè)備的水溶性電子設(shè)備接受編程，以使功能在設(shè)備降解為水，生物流體或土壤廢物之前的特定時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。IC內(nèi)使用的硅薄層溶解形成環(huán)保硅酸。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管和環(huán)形振蕩器
除了與薄硅一起工作之外，研究團(tuán)隊(duì)還利用二氧化硅和鎢組成的化合物開發(fā)了場(chǎng)效應(yīng)晶體管和環(huán)形振蕩器。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，他們可以通過材料的厚度，離子類型，離子濃度和二氧化硅沉積方法來控制設(shè)備溶解的速率。
可生物降解的絲綢
一種用于在蠶絲蛋白中包裹硅和鎂的超薄層的技術(shù)始于從蠶繭中提取出可生物降解的強(qiáng)蠶絲蛋白。然后，該過程通過調(diào)整蠶絲蛋白的性質(zhì)以隨時(shí)間間隔改變降解量而繼續(xù)進(jìn)行。由鎂互連，硅薄層和氧化鎂柵極組成的納米膜可作為高質(zhì)量的半導(dǎo)體，可控制功率或感應(yīng)絲蛋白中條件的變化。由于瞬態(tài)電子設(shè)備僅使用少量的硅和鎂，因此這些天然存在的材料的溶解不會(huì)影響人類健康或環(huán)境。
光波導(dǎo)
可生物降解電子組件的其他應(yīng)用包括光波導(dǎo)和其他類型的環(huán)境兼容光子組件。光波導(dǎo)允許控制和傳輸光?；诮z綢的聚合物波導(dǎo)具有生物調(diào)制和感應(yīng)光的能力。
可生物降解的光學(xué)電子設(shè)備的一種應(yīng)用涉及使用嵌入農(nóng)產(chǎn)品中的可食用光學(xué)傳感器。無毒的光學(xué)傳感器可以檢測(cè)有害細(xì)菌，然后與食物一起食用后溶解。
研究人員還使用了蜘蛛絲來引導(dǎo)光通過光子設(shè)備。該技術(shù)的不斷發(fā)展表明，光流過絲線的方式類似于光流過玻璃纖維的方式。鑒于絲綢的光學(xué)特性，研究團(tuán)隊(duì)已將絲綢集成到集成電路中，并使用絲綢將光傳播并引導(dǎo)到電路的不同部分。由絲綢制成的光學(xué)傳感器可以溶解而對(duì)環(huán)境無害。
可生物降解電子面臨的挑戰(zhàn)
盡管可生物降解的醫(yī)療器械有望實(shí)現(xiàn)，但研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)努力，以確保先進(jìn)的聚合物和可生物降解的成分完全溶解，不會(huì)留下有毒化學(xué)物質(zhì)的痕跡。
其他挑戰(zhàn)包括擴(kuò)大軟性，瞬態(tài)電子元件和電路的開發(fā)規(guī)模以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。這些挑戰(zhàn)與設(shè)計(jì)具有出色電子特性并滿足設(shè)計(jì)要求的電路的挑戰(zhàn)相吻合，然后再分解為對(duì)環(huán)境或醫(yī)學(xué)有益的化合物。
可生物降解電子的未來
盡管存在上述挑戰(zhàn)，但生物可降解電子的潛力似乎無限。農(nóng)業(yè)傳感器可以感應(yīng)實(shí)時(shí)生長(zhǎng)條件，將信息傳輸給農(nóng)民，然后分解到土壤中。納米尺寸的醫(yī)療設(shè)備可以靶向單個(gè)癌細(xì)胞并減少化學(xué)療法的需求。消費(fèi)娛樂設(shè)備可以在使用壽命結(jié)束時(shí)溶解，而不會(huì)向電子垃圾中釋放有毒化學(xué)物質(zhì)。國(guó)防應(yīng)用的示例包括已編程可生物降解的報(bào)廢程序的無人機(jī)或機(jī)器人設(shè)備。這些只是可生物降解電子技術(shù)可能改變行業(yè)的一些例子，無可否認(rèn)，可生物降解電子技術(shù)的未來是光明的。