研究人员打造生物可分解的半导体芯片

MEMS · 公众号 · · 2017-05-26 05:52

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美国斯坦福大学(Stanford university)的研究人员打造了一种像皮肤般柔软且有机的半导体元件，只需添加弱酸(如醋酸)即可使其自行分解，而不至于增加电子废弃物。

这项研究工作的动机一部份来自于减少电子废物产生的必要性。电子产品快速增加，特别是智能手机每两年的产品周期，意味着电子废弃物产生的速度越来越快。根据联合国环境署(United Nations Environment Program)的调查报告，电子废弃物预计在2017年将达到5,000万吨，较2015年产生的电子废弃物增加20%以上。

因此，斯坦福大学工程师Zhenan Bao及其研究团队一直在思考电子产品。「我们一直试着模拟人类皮肤的功能，思考如何开发未来的电子元件，」她认为就像皮肤一样可伸展、自愈以及生物可分解，才是电子元件迷人的特性。「我们已经在以往的研究中实现了两项(柔性+自愈)，生物可分解就成了我们的目标。」

研究人员在以往的研究上添加了生物可分解性，使其成为兼具这三项重要特性的聚合物。这项研究已刊载于美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)，根据该研究作者Zhenan Bao表示，「这是第一次半导体聚合物可自行分解的个例子。」研究人员还开发了生物可分解的纤维素基板材料，可用于安装电子元件。

电子触点通常用这种元件的金(Au)制成，而研究人员则是以铁打造元件；这是一种对人体无毒的环保产品。

研究人员表示，该技术以亚胺化学为基础，使用800nm厚的基板制造为互补聚合物电晶体以及具有完全可分解的4V逻辑电路。

生物可分解性极其适于穿戴式装置和植入式电子产品应用，以及利用大量传感器微粒进行的大规模环境调查。

此外，研究人员指出，这些柔软如皮肤般的半导体芯片既轻且薄，可直接贴在人们的皮肤上，用于测量血压、葡萄糖值与汗液含量。它甚至可做成特制的贴片，可在一面下载资料的同时，也让人们轻松穿戴一整天。