可降解電子器件

美國斯坦福大學華人教授鮑哲南領導的團隊在最新一期美國《國家科學院學報》上報告說，他們發(fā)明了一種柔性有機電子器件，用醋這樣的弱酸性物質(zhì)就可以無毒降解。這種電子器件未來不僅可以減少有害的電子垃圾，還可應用于可穿戴醫(yī)療設備、環(huán)境監(jiān)測等方面。

近年來，鮑哲南團隊在研究模仿人體皮膚功能的柔性電子方面屢屢取得重要進展，開發(fā)出像皮膚那樣可拉伸、能自愈的電子器件。但如何讓電子器件如同皮膚一樣具備可降解特性，從而減少電子垃圾，是團隊希望解決的一個課題。此前，鮑哲南團隊成功開發(fā)出一種導電性和拉伸性俱佳的高分子材料，可用作柔性電極。但是可導電聚合物并不能降解，因為其分子間作用力很強。在最新的研究中，研究人員使用特殊的化學方法，把聚合物原子間的連接方式改變成可逆的連接方式。研究報告第一作者、斯坦福大學博士后雷霆說，將這種原子連接模式引入柔性可導電聚合物的設計中，可以使聚合物材料在醋酸、土壤等溫和的酸性環(huán)境中被分解，不會對環(huán)境造成污染。這是首種可降解聚合物半導體材料。研究人員開發(fā)了利用鐵做成柔性電極的特殊工藝，而電極的材料通常是金。雷霆說，金不能被人體吸收，而鐵可以，并且對人體無害。研究人員還利用造紙用的天然纖維素，制作電子器件中用以支撐和保護電子元件的襯底。他們通過化學方法對天然纖維素進行加工，使得制成的襯底具有透明、柔軟、平整的特性。研究人員說，用可降解聚合物半導體材料、電子電路和襯底構(gòu)筑的電子器件在廢棄時，可以整體降解成無毒成分。研究人員指出，柔軟透明的襯底意味著用于監(jiān)測血壓、血糖、汗液等指標的電子設備可以妥貼地“穿”在人體皮膚上。可降解柔性醫(yī)療電子設備還適合植入人體中，不必取出來。在對偏遠地區(qū)展開大面積環(huán)境監(jiān)測時，科學家也可以空投不必回收、對環(huán)境無害的可降解電子傳感器。（來源：中國科普網(wǎng)）