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行業(yè)資訊
可生物降解的柔性電子產(chǎn)品：提高可持續(xù)性的新選擇
數(shù)十年來，電子行業(yè)一直在通過使用有毒化合物制造半導(dǎo)體組件和印刷電路板，生產(chǎn)可能永遠(yuǎn)不會在垃圾填埋場中拋棄的廢棄設(shè)備，以及在第三次開發(fā)中忽視環(huán)境破壞性采礦實(shí)踐來與環(huán)境需求背道而馳。
可生物降解的柔性電子產(chǎn)品提供了新的發(fā)展道路
借助可生物降解的柔性電子產(chǎn)品，研究人員又邁出了一步，使電子業(yè)務(wù)和科學(xué)全面發(fā)展。納米纖維素和生物聚合物薄膜作為電子電路的主要材料的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)在使用壽命結(jié)束時會降解為堆肥的電子設(shè)備。除了允許制造商為消費(fèi)者和行業(yè)提供易于使用的一次性，環(huán)保設(shè)備外，不同類型的薄膜還為開發(fā)柔性電子設(shè)備開辟了新途徑。
這些設(shè)備（稱為柔性混合電子產(chǎn)品）用作設(shè)計(jì)思想的示例，這些思想著眼于消費(fèi)者和創(chuàng)造性思維，將創(chuàng)造力推向新的高度。結(jié)合紙張基材，導(dǎo)電油墨，可生物降解塑料，3D打印組件和有機(jī)電源等技術(shù)的能力已導(dǎo)致小型設(shè)備的突破，這些設(shè)備有望成為主流。這些突破包括從蠶繭中提取的蠶絲蛋白構(gòu)建的生物相容性光學(xué)器件，再到納米級光學(xué)器件。
設(shè)計(jì)應(yīng)用
對可生物降解的靈活電子設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的研究已將電子行業(yè)從對電子產(chǎn)品的單重點(diǎn)發(fā)展到包括以下方面的多重點(diǎn)：
3D打印
生物學(xué)
機(jī)械設(shè)計(jì)
環(huán)境科學(xué)
植入式裝置
對于符合人體組織形狀的可穿戴或可植入設(shè)備進(jìn)行新應(yīng)用的可能性要求在各個層面進(jìn)行協(xié)作。集成設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的某些成員可能專注于信號傳輸，而其他成員則可能專注于柔性混合電子設(shè)備在滿足其目標(biāo)之后無害地溶解在體液中的能力。
納米尺寸嵌入式傳感器
在用于運(yùn)輸，航空航天或機(jī)器人應(yīng)用的柔性納米尺寸嵌入式傳感器的設(shè)計(jì)過程中，發(fā)生了類似的集成。例如，可生物降解的柔性電子器件可以用作軟機(jī)器人應(yīng)用的跳板。與當(dāng)前的機(jī)械機(jī)器人應(yīng)用相反，軟機(jī)器人尋求人造電子皮膚，軟傳感器和柔性電源的開發(fā)。軟機(jī)器人的研究可能會導(dǎo)致新型假肢設(shè)備或類人型機(jī)器人具有更高的靈活性和靈活性。
新技術(shù)帶來新挑戰(zhàn)
設(shè)計(jì)可生物降解的柔性電子設(shè)備給電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)提出了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。
預(yù)測新型聚合物和復(fù)合材料抵御電磁干擾的能力可能需要新的設(shè)計(jì)技術(shù)和EDA軟件應(yīng)用程序。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可能需要新的方法來模擬電阻變化，電容耦合或電感耦合對有機(jī)半導(dǎo)體的影響。對于使用突破性連接材料的設(shè)備，阻抗失配的機(jī)會也可能會改變，這些材料會拉伸并符合獨(dú)特的形狀或嵌入動物或人體組織或新的復(fù)合材料中。
在機(jī)械設(shè)計(jì)和電子設(shè)計(jì)之間的融合方面，靈活混合設(shè)備的使用可能會將EDA軟件推向新的極限。機(jī)械設(shè)計(jì)軟件工具現(xiàn)在需要考慮到可以適應(yīng)獨(dú)特形狀的柔性電路的功能，以及通過3D打印獲得的靈活性。電子設(shè)計(jì)現(xiàn)在涉及對電路的分析，這些電路成為不同類型材料的組成部分，并且可能會暴露在惡劣的環(huán)境中。
可生物降解的柔性電子的未來
可生物降解的柔性電子的未來可能會演變成適用于廣泛的消費(fèi)，醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用的設(shè)計(jì)。研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)表明，細(xì)菌可以為LED和手機(jī)電路供電。新的研究表明，細(xì)菌可以幫助形成新一代的可穿戴設(shè)備，其中包括納米尺寸的生物和環(huán)境傳感器。隨著時間的流逝，可生物降解的柔性電子產(chǎn)品的新發(fā)展將繼續(xù)為電子行業(yè)塑造更可持續(xù)的未來。