可分解材料开发中,有望减少电子废弃物 

上网时间: 2014年04月21日? 作者:Kevin Fogarty? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:可分解材料? 电子废弃物? 瞬时材料?

基于环保理由,有种声音呼吁能开发可经过规划、循序渐进的分解技术,让各种甚至构造复杂的电子设备能化为容易回收的零组件或是无毒性的化学物质,而不是变成全球一年可达到4,000万至5,000万公吨的电子废弃物。

正在尝试开发瞬时材料(transient material)的科学家们,目标之一就是希望各种电子设备一旦失去效用就能分解;美国爱荷华州立大学(Iowa State University)机械工程副教授Reza Montazami表示,知道这种可分解复合材料何时会分解非常重要,如此才能将之应用于医疗用植入式电子设备、环境传感器等。

Montazami日前于新出版《Advanced Functional Materials》期刊发表的一篇报告,揭露了他在可分解材料之稳定性、以及如何触发材料分解机制等方面的研究成果,可望做为未来开发瞬时电子组件的有效基础。

多年来,外科手术所采用的缝线、缝合钉等,是使用如polyglactin、polyglycolic acid等材料,会在曝露于水或是人体组织的酵素、噬菌细胞时,以可预测的速率分解。而采用这种瞬时材料来开发电子设备的想法,先前美国塔夫斯大学 (Tufts University)与西北大学(Northwestern University)的研究人员也曾经提出。

在 2012年9月的《Science》期刊,有一篇报告叙述了利用以氧化镁(magnesium oxide)涂布、以蚕丝为基底的材料制作场效晶体管(FET)、电阻、二极管、加热器与应力传感器的技术,那些设备能在测试管内与实验老鼠体内正常运作,并如期分解。

上述技术的目标是制造出能植入人体、透过感应线圈接收外来电源,并能在不对病患产生毒害、也不必透过手术来移除的前提下完全自然分解的电子设备。该报告作者、塔夫斯大学工程学院生物工程教授Fiorenzo Omenetto表示,这类设备刚好与整合了具备长期物理与电气稳定性设计IC的传统电子设备完全相反。

如果能以可分解材料 来制造手机等电子产品,地球环境将可望因此受益、免除了电子废弃物堆积的困扰。为此爱荷华州立大学的Montazami团队也打造了一系列研究用的可分解 电子零组件,包括数据传送天线、电阻、电容与LED,而他们的进展是开发出一种聚合物复合材料薄膜,能做为 IC基板使用。

该种薄膜还能藉由与聚合物共同使用或堆栈于其上的材料,调配出不同的物理特性与分解速度。Montazami的团队在下面的一段影片中,展示了一颗蓝光LED的接脚与聚合物基板在滴了两滴水之后分解成液体的实况。

可分解材料开发中,有望减少电子废弃物 _《国际电子商情》可用水分解的蓝光LED_1
可用水分解的蓝光LED

(点此另开Youtube视频,不过可能需要翻墙哦)

可分解电子组件能减少电子废弃物、或是用以制作人体植入设备;运用这种瞬时性电子组件来制作智能卡等数据储存设备,还可在设备被偷窃时保护个人隐私或是机密──这种设备可以配备一个内含溶剂的“自杀开关”,一旦开启就能销毁敏感数据…当然,还有设备本身!

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

编译:Judith Cheng

参考英文原文:Electronics That Dissolve on Schedule,by Kevin Fogarty

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