Annons
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 hj√§lp av fukt i atmosf√§ren. Dessutom kan tiden tills dess processen startar och slutar "programmeras” med v√§lkontrollerade tidsramar genom att styra halten luftfuktighet eller polymersubstratets sammans√§ttning.

‚Äď Arbetet kan leda fram till milj√∂v√§nlig eng√•ngselektronik och biomedicinska enheter som l√∂ses upp i kroppen. Det finns ocks√• f√∂rsvarstill√§mpningar, inklusive enheter som kan programmeras att brytas ned f√∂r att skydda k√§nslig information, s√§ger Cunjiang Yu, Bill D. Cook Assistant Professor of mechanical engineering vid University of Houston och ledande f√∂rfattare av ett papper som publicerats i Science Advances.

‚Äď Teknikomr√•det, √§ven k√§nt som "physically transient electronics", kr√§ver f√∂r n√§rvarande att elektronikenheten s√§nks ned i vattenhaltiga korrosiva l√∂sningar eller biofluider. V√•r forskning visar att upp en helt ny mekanism - nedbrytningen utl√∂ses av omgivande fuktighet. √Ąnnu viktigare √§r att den nedbrytningstiden kan kontrolleras exakt, s√§ger 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.

‚Äď Teknikomr√•det, √§ven k√§nt som "physically transient electronics", kr√§ver f√∂r n√§rvarande att elektronikenheten s√§nks ned i vattenhaltiga korrosiva l√∂sningar eller biofluider. V√•r forskning visar att upp en helt ny mekanism - nedbrytningen utl√∂ses av omgivande fuktighet. √Ąnnu viktigare √§r att den nedbrytningstiden kan kontrolleras exakt, s√§ger 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.
Annons
Annons
Annons
Annons
Visa fler nyheter
2018-12-13 13:08 V11.10.14-2