广告

可随时间推移自行溶解的瞬态电子系统,完美解决电子垃圾问题

2022-08-10 10:29:46 阅读:
通常,电子工程师的主要目标是开发耐用且可以长时间运行而不会损坏的组件和设备。此类设备需要耐久的材料,这最终会导致电子垃圾在地球上的积累。西北大学和伊利诺伊大学的研究人员一直在研究一种完全不同类型的机电系统 (MEMS):基于所谓的“瞬态材料”的机电系统。瞬态材料是可以在程序和特定时间以其他方式溶解、再吸收、分解或物理消失的材料。

通常,电子工程师的主要目标是开发耐用且可以长时间运行而不会损坏的组件和设备。此类设备需要耐久的材料,这最终会导致电子垃圾在地球上的积累。0rPednc

西北大学和伊利诺伊大学的研究人员一直在研究一种完全不同类型的机电系统 (MEMS):基于所谓的“瞬态材料”的机电系统。瞬态材料是可以在程序和特定时间以其他方式溶解、再吸收、分解或物理消失的材料。0rPednc

他们最近发表在Nature Electronics上的论文介绍了基于完全水溶性材料的新型 MEMS,这种材料可以在设定的时间后溶解在周围环境中。将来,这些材料可能有助于减少电子垃圾的数量,从而能够开发出一些在不再需要时会自发消失的电子设备。0rPednc

这类瞬态设备的一个子集是那些能够通过水解过程在生物流体或地下水中再吸收,形成良性最终产品的设备。0rPednc

在过去的几年里,罗杰斯和他的研究小组设计了几种可以溶解在周围环境中的材料。在他们过去的工作中,他们还展示了这些材料在制造具有数字电子功能的临时医疗植入物方面的巨大潜力。0rPednc

0rPednc

生产和测试生态可吸收和生物可吸收 MEMS。a,带有四个系绳的悬挂式 eb-MEMS,在生产过程中将设备的角连接到源晶圆。b,eb-MEMS器件与柔性生物可吸收聚合物基板和集成电路的集成。插图:将此类设备集成到心肌(即心脏的肌肉层)曲面上的图示。c,作为 eb-MEMS 代表的加速度计在不同阶段的解体。0rPednc

例如,他们建议使用这些材料制造可吸收的传感器,该传感器可以在创伤性脑损伤或脑手术后植入患者的大脑中,以检测颅内压。同样,他们强调了生物可吸收材料用于制造从内部刺激身体的设备的潜在用途,例如心脏起搏器(通过控制心律帮助患者在心脏手术后恢复的植入设备)。0rPednc

Rogers 解释说:“这些系统中的许多系统都可以受益于具有先进功能的生态/生物可吸收 MEMS 技术,这是我们过去在该领域的工作所缺乏的能力。” “我们新的 MEMS 设备的独特之处在于它们能够溶解在水环境中——无论是在体内还是在环境中。”0rPednc

这组研究人员创造的 MEMS 由不同的材料组成,这些材料逐渐消失,与水缓慢反应,最终产生无害且环保的残留物。这些材料包括掺杂的多晶硅、氮化硅和生物可吸收的聚酐基聚合物。0rPednc

“我们是第一个展示瞬态 MEMS 器件的例子,”Rogers 说。“我们设想的应用范围从临时植入物到解决当前患者护理中未满足的需求,再到在使用一段时间后安全消失以避免恢复需要的环境监测器。军事应用可能包括部署在远处的敏感系统,在那里不需要恢复被对手攻击是一个问题。”0rPednc

在最初的测试和评估中,罗杰斯和他的团队测试了他们的材料溶解在小动物体内同时粘附到身体组织上的能力,并取得了非常有希望的结果。因此,他们的工作最终可能为制造可溶解的医疗植入物、环境传感器和其他类型的设备铺平道路,这些设备将在完成特定任务后以环保的方式消失。0rPednc

“在我们目前的研究中,我们正在探索将这些生态/生物可吸收 MEMS 集成到我们的各种可吸收电子平台中的可能性,以创造新型临时植入技术,”Rogers 补充道。0rPednc

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 谷歌与美国政府合作开发开源芯片 谷歌和美国商务部的国家标准与技术研究院 (NIST) 周三 签署了一项联合研发协议 ,根据该协议,谷歌将资助开源芯片的生产,这些芯片可供学术和小型企业研究人员用于构建各种的新兴应用。
  • 用交通状况鸟瞰图来辅助提升自动驾驶安全性 慕尼黑工业大学 (TUM) 的研究人员与行业合作伙伴合作开发了一种技术,以基于车载传感器输入和交通状况鸟瞰图来补充车辆视角。这提高了道路安全,包括自动驾驶。
  • 芯片,举足轻重到底有多重? 近几年,芯片成为全球瞩目的焦点。新冠疫情导致的供应链危机,以及汽车智能化的快速发展,让芯片的价格持续暴涨。同时,由于众所周知的原因,中美两国在半导体芯片领域不断加大投资。而美国利用在半导体技术方面的优势,也在不断用政策手段限制中国芯片行业的发展。在这种大背景下,中国企业能否在半导体芯片领域有所突破,打破美国的技术垄断?各国在半导体领域的投资热潮,会不会导致产能过剩?
  • 台积电2nm将于2025年量产,ASML高NA EUV芯片制造机2024 今日,台积电负责研发和技术的高级副总裁Y.J. Mii博士透露,台湾半导体制造公司(TSMC)将在2024年收购ASML的高NA EUV芯片制造机,目标是在2025年量产其2纳米(nm)半导体制造工艺。
  • 苹果A16 Bionic架构优化,多核性能提高了14% 据EDN电子技术设计了解,苹果最新的A16 Bionic虽然使用与A15 Bionic相同数量的内核,但A16 Bionic在架构方面进行了优化。
  • 基于苹果A13仿生芯片,S8芯片配备与S6/S7相同CPU Apple Watch Series 6、Apple Watch Series 7、Apple Watch Series 8、Apple Watch Ultra和第二代Apple Watch SE都采用完全相同的CPU。
  • eSIM与SIM有什么区别?能否终结物理SIM卡? 嵌入式 SIM (eSIM) 是一种采用物理 SIM 卡中通常存在的电路并将其永久安装到移动设备中的技术。通过设置例程(通常涉及来自运营商的二维码),移动设备无需物理 SIM 卡即可加入运营商网络。
  • 英特尔演示世界最高速度WiFi 7,速度超5Gbps Intel基于酷睿笔记本电脑展示了Wi-Fi 7的演示,其Wi-Fi 7解决方案连接到了博通的Wi-Fi 7接入点。
  • 号称史上最硬智能手表,Apple Watch Ultra维修费用超售 苹果带来了全新的 Apple Watch Ultra 运动手表,被称为史上最坚固、最硬的Apple Watch。然而,每个硬件都有极限,如果你不小心损坏它,它可能会花费499 美元的维修费用,这几乎是这款智能手表60%的售价。
  • 日本研究人员用新材料传感器提升电动汽车续航 通常,电动汽车中的电池电流可以达到数百安培。然而,能够检测此类电流的商用传感器无法测量毫安级电流的微小变化。这导致电池充电估计的模糊性约为 10%。这意味着电动汽车的续驶里程可以延长 10%。反过来,这将减少低效的电池使用。
  • 柔宇科技名下3700万资产被法院查封、冻结 据EDN电子技术设计了解,柔宇科技名下3700万资产被法院查封、冻结。
  • 冠状病毒未来还有哪些变种?用AI工具预测看看 瑞士科学家研制出一种新型人工智能(AI)工具,可以预测包括新冠病毒在内的冠状病毒未来变种,有望促进下一代抗体疗法及疫苗的研发,为制定公共卫生政策提供重要参考。相关研究刊发于最新一期《细胞》杂志。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了