适合植入的可溶电子器件已经被创造出来。免费技术图书馆新闻

可溶性电子适合植入创建

06.10.2012

美国生物工程师已经学会了如何制造“可溶性”电子植入物，这种植入物可以直接在体内被破坏而无需通过手术，并在《科学》杂志的一篇文章中发表了组装此类设备的说明。塔夫茨大学和伊利诺伊大学的工程师已经开发出一种生产可溶解电子设备的方法——这些设备在植入一段时间后会分解并自行从体内排出。

天然丝绸成为可溶性电子设备的基础。此前，该研究的作者学会了如何用它制造薄板，它可以用作电线和微芯片的基板。通过改变丝的厚度和密度，工程师可以控制装置在体内的溶解速度。为了制造电线，工程师建议使用金属镁。由于其高反应性，它实际上不用于电子产品。然而，对于可溶性设备的创建，反应性被证明是一个优势。正因为如此，金属薄膜在水的作用下会随着时间的推移氧化并变成离子。

作者使用普通硅作为半导体。工程师们已经证明，它相当薄的板块在水生环境中溶解得相对较快。例如，在 100 nm 的厚度下，工程师使用的硅晶片以每天 4,5 nm 的速度溶解。

多年来，罗杰斯和他的同事一直在尝试通过尝试各种有机和无机化合物来寻找溶解电子产品的完美配方。正如科学家所指出的那样，此类电子设备的所有组件——绝缘基板、导体和半导体——都应该可以自由地从身体中排出，而不会对身体造成伤害。此外，完成的装置必须足够灵活和紧凑，才能成功植入皮下或人体其他部位。

纯镁及其氧化物被用作导电电极的“建筑材料”和晶体管的介电基板。最薄的硅条对于晶体管和其他半导体设备（包括温度传感器、显微光传感器和照相机）的运行是必需的。构成丝绸基础的生物聚合物分子被用作设备的柔性和可溶外壳。

生物工程师认为，此类设备的使用不仅限于医药和可穿戴电子产品。特别是，基于可溶性组件的手机和其他便携式电子设备可以通过埋在地下或溶解在水中来处理。

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太空碎片对地球磁场的威胁 01.05.2024

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散装物质的固化 30.04.2024

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铂金表面的石墨烯违背了库仑定律 01.02.2023

来自巴塞尔和特拉维夫的研究人员发现，铂表面上特定石墨烯结构的摩擦随速度变化，这违反了库仑定律，该定律指出摩擦与宏观速度无关。

由单个原子层制成的材料因其低摩擦特性而受到高度重视，可用于减少硬盘驱动器或卫星或太空望远镜运动部件的摩擦。石墨烯由排列成蜂窝状的单层碳原子组成，是一个典型的例子，正在测试其作为润滑层的潜力。早期的研究表明，石墨烯胶带可以几乎没有摩擦地滑过金表面。

如果将石墨烯应用于铂表面，这会对测量的摩擦力产生重大影响。现在，巴塞尔大学和特拉维夫大学的物理学家发现，在这种情况下，摩擦力取决于原子力显微镜尖端在表面上移动的速度。这个结论出人意料，因为根据适用于宏观世界的库仑定律，摩擦并不取决于速度。

当与铂基板结合时，石墨烯不再仅形成碳原子的六角蜂窝结构，而是形成称为莫尔超晶格的超结构。那么表面不再是绝对平坦的，而是有一定的粗糙度。

瑞士纳米科学研究所和巴塞尔大学物理系的 Ernst Mayer 教授解释说：“如果我们以低速将原子力显微镜尖端移动到这个略微波纹的表面上，我们就会测量到一个微弱且几乎恒定的摩擦力。” “但超过某个阈值，摩擦力会以原子力显微镜尖端的速度增加，”第一作者宋一鸣博士补充道。 “波纹积累越大，摩擦变得与速度相关的阈值就越低。”

研究人员发现，在云纹上层结构的脊上，尖端移动时阻力更大。这些脊在压力足够高时再次松弛之前通过推动尖端经历弹性变形。这种效应导致随着尖端速度增加的大摩擦力。仿真和分析模型证实了这个国际研究团队获得的实验结果。

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