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行業(yè)資訊
可生物降解的柔性電子產(chǎn)品：提高可持續性的新選擇
數十年來(lái)，電子行業(yè)一直在通過(guò)使用有毒化合物制造半導體組件和印刷電路板，生產(chǎn)可能永遠不會(huì )在垃圾填埋場(chǎng)中拋棄的廢棄設備，以及在第三次開(kāi)發(fā)中忽視環(huán)境破壞性采礦實(shí)踐來(lái)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)現導致了設計和生產(chǎn)在使用壽命結束時(shí)會(huì )降解為堆肥的電子設備。除了允許制造商為消費者和行業(yè)提供易于使用的一次性，環(huán)保設備外，不同類(lèi)型的薄膜還為開(kāi)發(fā)柔性電子設備開(kāi)辟了新途徑。
這些設備（稱(chēng)為柔性混合電子產(chǎn)品）用作設計思想的示例，這些思想著(zhù)眼于消費者和創(chuàng )造性思維，將創(chuàng )造力推向新的高度。結合紙張基材，導電油墨，可生物降解塑料，3D打印組件和有機電源等技術(shù)的能力已導致小型設備的突破，這些設備有望成為主流。這些突破包括從蠶繭中提取的蠶絲蛋白構建的生物相容性光學(xué)器件，再到納米級光學(xué)器件。
設計應用
對可生物降解的靈活電子設計應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)
機械設計
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備進(jìn)行新應用的可能性要求在各個(gè)層面進(jìn)行協(xié)作。集成設計團隊的某些成員可能專(zhuān)注于信號傳輸，而其他成員則可能專(zhuān)注于柔性混合電子設備在滿(mǎn)足其目標之后無(wú)害地溶解在體液中的能力。
納米尺寸嵌入式傳感器
在用于運輸，航空航天或機器人應用的柔性納米尺寸嵌入式傳感器的設計過(guò)程中，發(fā)生了類(lèi)似的集成。例如，可生物降解的柔性電子器件可以用作軟機器人應用的跳板。與當前的機械機器人應用相反，軟機器人尋求人造電子皮膚，軟傳感器和柔性電源的開(kāi)發(fā)。軟機器人的研究可能會(huì )導致新型假肢設備或類(lèi)人型機器人具有更高的靈活性和靈活性。
新技術(shù)帶來(lái)新挑戰
設計可生物降解的柔性電子設備給電子系統設計和PCB設計提出了獨特的挑戰。
預測新型聚合物和復合材料抵御電磁干擾的能力可能需要新的設計技術(shù)和EDA軟件應用程序。設計團隊可能需要新的方法來(lái)模擬電阻變化，電容耦合或電感耦合對有機半導體的影響。對于使用突破性連接材料的設備，阻抗失配的機會(huì )也可能會(huì )改變，這些材料會(huì )拉伸并符合獨特的形狀或嵌入動(dòng)物或人體組織或新的復合材料中。
在機械設計和電子設計之間的融合方面，靈活混合設備的使用可能會(huì )將EDA軟件推向新的極限。機械設計軟件工具現在需要考慮到可以適應獨特形狀的柔性電路的功能，以及通過(guò)3D打印獲得的靈活性。電子設計現在涉及對電路的分析，這些電路成為不同類(lèi)型材料的組成部分，并且可能會(huì )暴露在惡劣的環(huán)境中。
可生物降解的柔性電子的未來(lái)
可生物降解的柔性電子的未來(lái)可能會(huì )演變成適用于廣泛的消費，醫療和工業(yè)應用的設計。研究團隊已經(jīng)表明，細菌可以為LED和手機電路供電。新的研究表明，細菌可以幫助形成新一代的可穿戴設備，其中包括納米尺寸的生物和環(huán)境傳感器。隨著(zhù)時(shí)間的流逝，可生物降解的柔性電子產(chǎn)品的新發(fā)展將繼續為電子行業(yè)塑造更可持續的未來(lái)。