Новые разработки в растворимой электронике представляют новые горизонты для медицинских устройств
В эпоху, когда большинство дизайнеров стремятся сделать свои устройства более жесткими и способными функционировать дольше, некоторые исследователи разрабатывают электронику, предназначенную для растворения буквально. Какие конечные приложения предназначены для этих устройств, и какие процессы могут быть использованы для их эффективного растворения »// advances.sciencemag.org/content/3/9/e1701222.full« target = "_ blank"> исследовательская статья, опубликованная в журнале Science Advances описывает новое физически временное устройство, вызванное воздействием влаги, которое имеет перестраиваемую деградацию при наличии влаги. Исследовательская группа состояла из членов Университета Хьюстона, а также инженеров-инженеров из Китая.
Слева направо: Сюй Ван (соавтор), Куньцзян Юй (Билл Д. Кук, ассистент профессора машиностроения) и Кисоунг Сим (соавтор). Изображение предоставлено Университетом Хьюстона
Физически переходная электроника с властью
Новая электронная система, состоящая из смеси полиангидридов, способна растворяться после воздействия влаги в атмосфере. Не только это, но и переходное состояние можно точно контролировать, что означает, что растворение может быть вызвано после определенного желаемого события. Это может быть особенно важно в медицине, когда электронное устройство может быть растворено после доставки лекарства.
На рисунках A и B показана схема процесса. Цифры C и D являются фактическими оптическими изображениями происходящего процесса. Изображение от науки
Электронные компоненты устройства были созданы с помощью аддитивных процессов, которые были наложены на полиангидридную пленку и затем растворены в результате воздействия влаги, вызванной образованием кислот. Начальный переходный процесс начинается с того, что полиангидридный субстрат гидрологизируется в присутствии влаги в воздухе.
Влажность запускает форму субстрата в коррозионную кислоту, которая может быть использована для растворения мириада металлов и неорганических материалов. Этот процесс уникален по своей природе тем, что полиангидрид является единственным полимером, который испытывает поверхностную эрозию, что, в свою очередь, позволяет внутренним компонентам работать до тех пор, пока коррозия не проникнет в перестраиваемую поверхность полиангидрида.
Изменяя состав полиангидридного субстрата, а также уровни влажности, время прохождения устройства может быть настроено на длительность от нескольких минут до нескольких недель. Это свойство специально позволяет расширить приложения в имплантатах, защищенных аппаратными системами данных и экологически чистых устройствах, способных к разложению.
Исследование было протестировано на различных металлах и соединениях металлов, включая никель, медь, алюминий, оксид цинка, оксид магния, а также полностью сконструированные электронные устройства для демонстрации возможностей полимера.
Согласно документу: «С успешной демонстрацией различных переходных устройств, начиная от пассивных компонентов и заканчивая активной электроникой и демонстрацией интегрированной системы, мы ожидаем, что этот инициированный переходный режим может быть применим для будущих переходных электронных систем, которые могут включать комбинированные набор интегральных схем, датчики, хранение данных, передача сигналов и т. д."
Хотя маловероятно, что растворяющаяся электроника будет осмысленно проникать в потребительские продукты (по крайней мере, не в ближайшее время), существует множество приложений, где это исследование может иметь решающее значение для продвижения.
Рекомендуемое изображение используется любезно предоставлено Университетом штата Иллинойс через NPR.