生态/生物可吸收MEMS技术,完美解决电子垃圾问题

MEMS 2022-08-12 00:00
通常,电子工程师的主要目标是开发耐用且可以长时间运行而不会损坏的器件和组件。但是此类器件需要耐久的材料,这最终会导致电子垃圾在地球上的积累。
西北大学和伊利诺伊大学的研究人员一直在研究一种完全不同类型的MEMS:基于“瞬态材料”的MEMS。瞬态材料是可以在程序和特定时间以其他方式溶解、再吸收、分解或物理消失的材料。
他们最近发表在Nature Electronics上的论文介绍了基于完全水溶性材料的新型 MEMS,这种材料可以在设定的时间后溶解在周围环境中。将来,这些材料可能有助于减少电子垃圾的数量,从而能够开发出一些在不再需要时会自发消失的电子器件。这类瞬态器件的一个子集是那些能够通过水解过程在生物流体或地下水中再吸收。
在过去的几年里,罗杰斯和他的研究小组设计了几种可以溶解在周围环境中的材料。在他们过去的工作中,他们还展示了这些材料在制造具有数字电子功能的临时医疗植入物方面的巨大潜力。

生产和测试生态可吸收和生物可吸收MEMS。
a:带有四个系绳的悬挂式 eb-MEMS,在生产过程中将器件角连接到源晶圆。
b:eb-MEMS器件与柔性生物可吸收聚合物基板和集成电路的集成。插图:将此类器件集成到心肌(即心脏的肌肉层)曲面上的图示。
c:作为 eb-MEMS 代表的加速度计在不同阶段的解体。
例如,他们建议使用这些材料制造可吸收的传感器,该传感器可以在创伤性脑损伤或脑手术后植入患者的大脑中,以检测颅内压。同样,他们强调了生物可吸收材料用于制造从内部刺激身体的器件的潜在用途,例如心脏起搏器(通过控制心律帮助患者在心脏手术后恢复的植入器件)。
Rogers解释说:“这些系统中的许多系统都可以受益于具有先进功能的生态/生物可吸收MEMS技术,这是我们过去在该领域的工作所缺乏的能力。” “我们新的MEMS器件的独特之处在于它们能够溶解在水环境中——无论是在体内还是在环境中。”
这组研究人员创造的MEMS由不同的材料组成,这些材料逐渐消失,与水缓慢反应,最终产生无害且环保的残留物。这些材料包括掺杂的多晶硅、氮化硅和生物可吸收的聚酐基聚合物。
“我们是第一个展示瞬态MEMS器件的例子。”Rogers说,“我们设想的应用范围从临时植入物到解决当前患者护理中未满足的需求,再到在使用一段时间后安全消失以避免恢复需要的环境监测器。军事应用可能包括部署在远处的敏感系统,在那里不需要恢复被对手攻击是一个问题。”
在最初的测试和评估中,罗杰斯和他的团队测试了他们的材料溶解在小动物体内同时粘附到身体组织上的能力,并取得了非常有希望的结果。因此,他们的工作最终可能为制造可溶解的医疗植入物、环境传感器和其他类型器件铺平道路,这些器件将在完成特定任务后以环保的方式消失。
“在我们目前的研究中,我们正在探索将这些生态/生物可吸收MEMS集成到我们的各种可吸收电子平台中的可能性,以创造新型临时植入技术。”Rogers 补充道。


MEMS 中国首家MEMS咨询服务平台——麦姆斯咨询(MEMS Consulting)
评论
  • 随着数字化的不断推进,LED显示屏行业对4K、8K等超高清画质的需求日益提升。与此同时,Mini及Micro LED技术的日益成熟,推动了间距小于1.2 Pitch的Mini、Micro LED显示屏的快速发展。这类显示屏不仅画质卓越,而且尺寸适中,通常在110至1000英寸之间,非常适合应用于电影院、监控中心、大型会议、以及电影拍摄等多种室内场景。鉴于室内LED显示屏与用户距离较近,因此对于噪音控制、体积小型化、冗余备份能力及电气安全性的要求尤为严格。为满足这一市场需求,开关电源技术推出了专为
    晶台光耦 2025-01-13 10:42 498浏览
  • 食物浪费已成为全球亟待解决的严峻挑战,并对环境和经济造成了重大影响。最新统计数据显示,全球高达三分之一的粮食在生产过程中损失或被无谓浪费,这不仅导致了资源消耗,还加剧了温室气体排放,并带来了巨大经济损失。全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗(SIX:AMS)近日宣布,艾迈斯欧司朗基于AS7341多光谱传感器开发的创新应用来解决食物浪费这一全球性难题。其多光谱传感解决方案为农业与食品行业带来深远变革,该技术通过精确判定最佳收获时机,提升质量控制水平,并在整个供应链中有效减少浪费。 在2024
    艾迈斯欧司朗 2025-01-14 18:45 64浏览
  • 流量传感器是实现对燃气、废气、生活用水、污水、冷却液、石油等各种流体流量精准计量的关键手段。但随着工业自动化、数字化、智能化与低碳化进程的不断加速,采用传统机械式检测方式的流量传感器已不能满足当代流体计量行业对于测量精度、测量范围、使用寿命与维护成本等方面的精细需求。流量传感器的应用场景(部分)超声波流量传感器,是一种利用超声波技术测量流体流量的新型传感器,其主要通过发射超声波信号并接收反射回来的信号,根据超声波在流体中传播的时间、幅度或相位变化等参数,间接计算流体的流量,具有非侵入式测量、高精
    华普微HOPERF 2025-01-13 14:18 482浏览
  •   在信号处理过程中,由于信号的时域截断会导致频谱扩展泄露现象。那么导致频谱泄露发生的根本原因是什么?又该采取什么样的改善方法。本文以ADC性能指标的测试场景为例,探讨了对ADC的输出结果进行非周期截断所带来的影响及问题总结。 两个点   为了更好的分析或处理信号,实际应用时需要从频域而非时域的角度观察原信号。但物理意义上只能直接获取信号的时域信息,为了得到信号的频域信息需要利用傅里叶变换这个工具计算出原信号的频谱函数。但对于计算机来说实现这种计算需要面对两个问题: 1.
    TIAN301 2025-01-14 14:15 108浏览
  • 新年伊始,又到了对去年做总结,对今年做展望的时刻 不知道你在2024年初立的Flag都实现了吗? 2025年对自己又有什么新的期待呢? 2024年注定是不平凡的一年, 一年里我测评了50余块开发板, 写出了很多科普文章, 从一个小小的工作室成长为科工公司。 展望2025年, 中国香河英茂科工, 会继续深耕于,具身机器人、飞行器、物联网等方面的研发, 我觉得,要向未来学习未来, 未来是什么? 是掌握在孩子们生活中的发现,和精历, 把最好的技术带给孩子,
    丙丁先生 2025-01-11 11:35 457浏览
  • 数字隔离芯片是现代电气工程师在进行电路设计时所必须考虑的一种电子元件,主要用于保护低压控制电路中敏感电子设备的稳定运行与操作人员的人身安全。其不仅能隔离两个或多个高低压回路之间的电气联系,还能防止漏电流、共模噪声与浪涌等干扰信号的传播,有效增强电路间信号传输的抗干扰能力,同时提升电子系统的电磁兼容性与通信稳定性。容耦隔离芯片的典型应用原理图值得一提的是,在电子电路中引入隔离措施会带来传输延迟、功耗增加、成本增加与尺寸增加等问题,而数字隔离芯片的目标就是尽可能消除这些不利影响,同时满足安全法规的要
    华普微HOPERF 2025-01-15 09:48 80浏览
  • 根据Global Info Research(环洋市场咨询)项目团队最新调研,预计2030年全球无人机电池和电源产值达到2834百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为10.1%。 无人机电池是为无人机提供动力并使其飞行的关键。无人机使用的电池类型因无人机的大小和型号而异。一些常见的无人机电池类型包括锂聚合物(LiPo)电池、锂离子电池和镍氢(NiMH)电池。锂聚合物电池是最常用的无人机电池类型,因为其能量密度高、设计轻巧。这些电池以输出功率大、飞行时间长而著称。不过,它们需要
    GIRtina 2025-01-13 10:49 182浏览
  • 01. 什么是过程能力分析?过程能力研究利用生产过程中初始一批产品的数据,预测制造过程是否能够稳定地生产符合规格的产品。可以把它想象成一种预测。通过历史数据的分析,推断未来是否可以依赖该工艺持续生产高质量产品。客户可能会要求将过程能力研究作为生产件批准程序 (PPAP) 的一部分。这是为了确保制造过程能够持续稳定地生产合格的产品。02. 基本概念在定义制造过程时,目标是确保生产的零件符合上下规格限 (USL 和 LSL)。过程能力衡量制造过程能多大程度上稳定地生产符合规格的产品。核心概念很简单:
    优思学院 2025-01-12 15:43 522浏览
  • PNT、GNSS、GPS均是卫星定位和导航相关领域中的常见缩写词,他们经常会被用到,且在很多情况下会被等同使用或替换使用。我们会把定位导航功能测试叫做PNT性能测试,也会叫做GNSS性能测试。我们会把定位导航终端叫做GNSS模块,也会叫做GPS模块。但是实际上他们之间是有一些重要的区别。伴随着技术发展与越发深入,我们有必要对这三个词汇做以清晰的区分。一、什么是GPS?GPS是Global Positioning System(全球定位系统)的缩写,它是美国建立的全球卫星定位导航系统,是GNSS概
    德思特测试测量 2025-01-13 15:42 491浏览
  • ARMv8-A是ARM公司为满足新需求而重新设计的一个架构,是近20年来ARM架构变动最大的一次。以下是对ARMv8-A的详细介绍: 1. 背景介绍    ARM公司最初并未涉足PC市场,其产品主要针对功耗敏感的移动设备。     随着技术的发展和市场需求的变化,ARM开始扩展到企业设备、服务器等领域,这要求其架构能够支持更大的内存和更复杂的计算任务。 2. 架构特点    ARMv8-A引入了Execution State(执行状
    丙丁先生 2025-01-12 10:30 466浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦