Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
© University of Huston Komponenter | 01 november 2017

Elektroniken försvinner av fukt i luften

Forskare i USA och Kina har kommit på en miljövänlig metod för att på ett kontrollerat sätt bryta ned tunnfilmselektronik med hjälp av fukt i atmosfären och där även starten av processen kan programmeras. Tillämpningarna hittas inom områden såsom biomedicinska enheter och inom konsumentelektronik men också då känslig data skall skyddas.
Elektronik som kan brytas ned och försvinna på ett miljövänligt sätt har det rapporterats om tidigare. Bland annat av forskare vid Tufts, Northwestern och University of Illinois 2012. Men då har nedbrytningsprocessen ofta triggats igång genom att sänka ned elektronikenheten i vattenhaltiga lösningar eller biofluider. Enligt forskarna ger dock de här metoderna begränsad kontroll över triggertiden (när processen skall starta) och själva nedbrytningsprocessen.

Nu har forskare vid University of Houston och University of Science and Technology of China lyckats skapa en process som bryter ned elektronikkomponenter och tunnfilmssubstrat med hjälp av fukt i atmosfären. Dessutom kan tiden tills dess processen startar och slutar "programmeras” med välkontrollerade tidsramar genom att styra halten luftfuktighet eller polymersubstratets sammansättning.

– Arbetet kan leda fram till miljövänlig engångselektronik och biomedicinska enheter som löses upp i kroppen. Det finns också försvarstillämpningar, inklusive enheter som kan programmeras att brytas ned för att skydda känslig information, säger Cunjiang Yu, Bill D. Cook Assistant Professor of mechanical engineering vid University of Houston och ledande författare av ett papper som publicerats i Science Advances.

– Teknikområdet, även känt som "physically transient electronics", kräver för närvarande att elektronikenheten sänks ned i vattenhaltiga korrosiva lösningar eller biofluider. Vår forskning visar att upp en helt ny mekanism - nedbrytningen utlöses av omgivande fuktighet. Ännu viktigare är att den nedbrytningstiden kan kontrolleras exakt, säger Cunjiang Yu.

Det betyder att ett biomedicinskt implantat kan programmeras att försvinna när dess uppgift - till exempel att leverera medicin direkt i kroppen - är klar. Känsliga kommunikationer kan utformas för att bokstavligen försvinna när till exempel ett meddelande har levererats. Men enligt forskarna det finns många andra tillämpningar - till exempel för framtidens mobiltelefoner som fås att lösas upp och försvinna när de inte längre behövs.

"Vi har visat att polymera substrat med ny nedbrytningskinetik och associerad transient kemi erbjuder en genomförbar strategi för att konstruera fysiskt förgänglig elektronik", skriver forskarna i sitt papper. "Genom manipulering av polymerkomponenten och omgivningens luftfuktighet styras kan utvecklingen av hydrolyserande polyanhydrider hanteras och sålunda kan nedbrytningskinetiken för en funktionell enhet styras." Tidsperioden kan styras från dagar till veckor eller längre genom att variera fuktighetsnivån eller genom att ändra polymerkompositionen.

– Teknikområdet, även känt som "physically transient electronics", kräver för närvarande att elektronikenheten sänks ned i vattenhaltiga korrosiva lösningar eller biofluider. Vår forskning visar att upp en helt ny mekanism - nedbrytningen utlöses av omgivande fuktighet. Ännu viktigare är att den nedbrytningstiden kan kontrolleras exakt, säger Cunjiang Yu.

För att konstruera elektronikenheten användes en additiv process och ett tunnfilmssubstrat av polymerpolyanhydrid. Polyanhydrid är enligt forskarna det enda exemplet på polymer som genomgår yterosion, en egenskap som möjliggör en stabil drift av enheter under en fördefinierad tidsram. Forskarna testade också en mängd olika kemier för att utveckla komponenter, ledningsbanor och isolering: aluminium, koppar, nickelindium-gallium, zinkoxid och magnesiumoxid till motstånd, kondensatorer, antenner, transistorer, dioder, fotosensorer.

Polyanhydrid är det enda exemplet på polymer som genomgår yterosion, en distinkt egenskap som möjliggör en stabil drift av funktionella enheter över en fördefinierad tidsram.
Mer information finns att hämta här.

Kommentarer

Vänligen notera följande: Kritiska kommentarer är tillåtna och till och med uppmuntrade. Diskussioner är välkomna. Verbala övergrepp, förolämpningar, rasistiska och homofobiska kommentarer är inte tillåtna och sådana inlägg kommer att raderas.
Annons
Annons
Visa fler nyheter
2017-11-14 20:30 V8.8.9-2