Работа обещает создать экологически чистую одноразовую персональную электронику и биомедицинские устройства, растворяющиеся в организме. Есть также защитные приложения, в том числе устройства, которые можно запрограммировать на растворение для защиты конфиденциальной информации, — сказал Цуньцзян Юй, доцент кафедры машиностроения Хьюстонского университета Билла Д. Кука и ведущий автор статьи, опубликованной в Science Advances. .Эта область, известная как физически переходная электроника, в настоящее время требует погружения в водные коррозионные растворы или биожидкости.
Ю сказал, что эта работа демонстрирует совершенно новый рабочий механизм — растворение запускается влажностью окружающей среды.«Что еще более важно, переходный период времени можно точно контролировать», — сказал он.
Это означает, что биомедицинский имплант можно запрограммировать на исчезновение, когда его задача — например, доставка лекарств — будет выполнена. Можно изобрести конфиденциальную коммуникацию, которая буквально исчезнет после того, как сообщение будет доставлено.И все эти старые сотовые телефоны, разбросанные по кухонным ящикам?
Новые версии могут быть запрограммированы на растворение, когда они больше не нужны.«Мы демонстрируем, что полимерные подложки с новой кинетикой разложения и связанной с ней химией переходных процессов предлагают реальную стратегию для создания физически переходной электроники», — пишут исследователи. «Посредством манипуляции с полимерным компонентом и влажностью окружающей среды можно управлять процессом гидролиза полиангидридов, и, таким образом, можно контролировать кинетику растворения (а) функционального устройства».По их словам, временной период может варьироваться от дней до недель или даже дольше.
Модель, построенная исследователями, работает следующим образом: функциональные электронные компоненты были построены с помощью аддитивных процессов на пленке из полимерного полиангидрида. Устройство оставалось стабильным до тех пор, пока влажность окружающей среды не вызвала химический распад, в результате которого неорганические электронные материалы и компоненты не переваривались.Исследователи протестировали ряд соединений, включая алюминий, медь, никель, индий-галлий, оксид цинка и оксид магния, и разработали различные электронные устройства, включая резисторы, конденсаторы, антенны, транзисторы, диоды, фотодатчики и многое другое, чтобы продемонстрировать возможности модели. универсальность.
«Срок службы устройств можно контролировать, меняя уровень влажности или изменяя полимерный состав», — сказал Юй.