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。bw8ednc

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。bw8ednc

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。bw8ednc

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。bw8ednc

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。bw8ednc

bw8ednc

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。bw8ednc

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)。bw8ednc

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。”bw8ednc

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。bw8ednc

“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。”bw8ednc

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。bw8ednc

“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。bw8ednc

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”
  • 将锂金属电池寿命提高750%,竟然只需要“水”? 随着新能源汽车、移动设备等领域的快速发展,高性能电池的需求日益旺盛,锂金属作为新一代阳极材料,因具有高能量密度、轻量化等优点,备受关注。然而,锂金属电池所存在的寿命短、易起火或爆炸等问题,限制了其广泛的商业应用···
  • 按下ON还是按住OFF,将这种开关电路升级到交流电 2024年10月14日,Nick Cornford发布了一个名为“按下去再按上来,这种开关有哪些门道?”的设计实例(DI)。对于直流电压来说,这是一个非常有趣的DI,但对于交流电压呢?
  • 协同创新,助汽车行业迈向电气化、自动化和互联化的未来 汽车行业正处在电动化和智能化的转型过程中,而半导体企业站在这一变革的最前沿。这一转型带来了重大发展机遇,也带来了诸多挑战,需要颠覆性的技术以及更短的开发周期。加强半导体制造商、一级供应商和汽车制造商之间的合作,对于应对这些复杂情况及推动行业迈向电气化、自动化和互联化的未来至关重要···
  • 将单电源单端输入改成伪A/B类差分输出放大器 该放大器采用Barrie Gilbert的微混频器拓扑结构可将单端输入转换为单电源A/B类电流输出···
  • 加强低功耗FPGA的领先地位 在快速发展的技术领域,从以云端为中心到以网络边缘为中心的创新转变正在重塑数据的处理和利用方式···
  • 打造下一代家用机器人:精心构建智能化、集成化和电源优 ​​​​​​​今天的家用机器人不仅仅是工具,它们已经成为人们的生活伙伴,为日常生活增添了便利性和互动性。设计这些结构紧凑、功能强大的机器需要克服连接性、电源和外形尺寸等方面的严峻挑战,每一次突破都使我们更接近全面集成的智能家居体验···
  • 用LM337改造,让PWM DAC获得1.5 A输出能力 DAC是一种低功耗设备,其功率和电流输出能力仅限于毫瓦和毫安范围。当然,从根本上讲,它们没有理由不与合适的功率输出级配合使用,这确实也是常见的实际做法。不过,为了好玩,这个设计实例采用了不同的供电方式···
  • 意法半导体:让可持续世界从概念变为现实 最近,意法半导体人力资源和企业社会责任总裁Rajita D’Souza分享了意法半导体的可持续发展战略和近期工作重点···
  • 如何制作双变频的航空波段接收机? 随着互联网的发展,中波和短波频段的接收机已成为过去式,更不用说长波了。不过也许在无线电领域中最有趣的活动之一就是收听服务发射机,对于我这个与航空相关的人来说,主要指的是飞机的发射机和空中交通管制塔···
  • 用4200A和矩阵开关搭建自动智能的可靠性评估平台 在现代ULSI电路中沟道热载流子(CHC)诱导的退化是一个重要的与可靠性相关的问题···
  • 新一代MCU向着边缘AI和实时控制发展 在工业和汽车领域,电机驱动和数字电源转换是典型的实时控制系统,要求处理器具有高实时性和强大的数学计算与处理能力。这些应用需要优质的ADC和PWM功能,并通过联动机制,形成高效、有机的实时控制系统。
  • 英特尔Ultra处理器,用普通内存也能超频到10000 MT/s+? 目前内存超频的世界记录是12666MT/s,而想要达成这样的频率不光需要降低CPU频率,还需要辅助液氮等特殊的冷却方案,对内存进行降温。但已有主板可以在没有特殊冷却方案的情况下,超频到10000 MT/s以上···
广告
热门推荐
广告
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
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