科学家研发新一代电子设备：柔性、有机、可降解！
背景
在我们日常生活中，随处可见各式各样的电子设备，例如智能手机、可穿戴设备、平板电脑、医疗电子设备等等，它们方便和改善了我们的生活，但是也不断制造出很多电子垃圾。
之前，我在《电子垃圾泛滥成灾，冷冻粉碎处理法更加环保！》一文中曾经介绍过电子垃圾的危害，例如污染环境，危害健康等等，同时也介绍了更加环保的处理电子垃圾的“冷冻粉碎”法。
但是，与其考虑如何更环保的处理电子垃圾，还不如从源头上反思一下电子产品的组成材料。通常，电子元器件都是不可降解的，也没有生物相容性，且含有大量对于环境有害的物质。
创新
所以，科学家们一直在探索，想要设计出更加柔性、有机、环保、可降解的新一代电子设备。斯坦福大学的工程师、化学工程和材料科学与工程系教授 Zhenan Bao 及其团队重新思考和审视了现有电子设备，进行了创新探索。
他们创造出一种柔性电子设备，通过添加弱酸例如醋，就可以很容易对其降解。这项研究成果发表于5月1日的《美国国家科学院院刊》上，论文题为《用于瞬态电子设备的生物相容性和完全可分解的聚合物半导体》“Biocompatible and totally disintegrable semiconducting polymer for ultrathin and ultralightweight transient electronics”
研究人员尝试模仿人类皮肤，因为皮肤是可伸展、可自我修复、也是生物可降解的，这些特性十分适合未来的电子设备。
他们开发出的电子设备具有：柔性导电的聚合物、可降解的电路板、可生物降解的新型基底材料。基底材料上可以安装这些电气部件，可在粗糙或者光滑的表面上弯曲和成形。最终，当这些设备废弃时，可以通过生物降解为无毒成分。
技术
介绍这项技术之前，我们先介绍 Bao 教授之前的一项研究。他曾经设计过一种可伸缩的电极，它可以贴在人类皮肤上，作为电子设备和人类皮肤或者大脑交互的接口。但遗憾的是，这个设备不可以降解，这一点限制了它的应用，因为它会制造出垃圾。
所以，Bao 教授认为，基于传统的高分子化学，设计出不易损坏的，具有良好导电性和生物可分解性的设备，是一个巨大的挑战。他们一直想达到既有很好的电子特性，又具有生物可降解性。
聚合物
所以，研究团队调整了柔性材料的化学结构，使之可以在轻微的压力下，进行分解。他们一直想使用一种特殊类型的化学键，组成这些分子，保持电子顺利地沿着分子运输。这种化学键对于弱酸（甚至比纯醋还弱）敏感。最终，他们制成了这种材料，既能携带电子信号，而又无需复杂措施进行分解。
电极材料
除了可生物降解的聚合物，团队还开发出了一种新型的电极材料，它不是由金制成，而是由铁制成。铁对于环境十分友好，同时对于人类无毒，成本也相对较低。
基质
基质由纤维素制成，它用于携带电子电路和聚合物。纤维素，其实就是组成纸张的物质。但是，团队改变了纤维素纤维，使之和纸张不同，这样的“纸张”是透明和柔软的，且容易降解。有了这种薄膜基质，电子设备不仅可穿戴在皮肤上，甚至可植入到身体内。
价值
生物可降解的导电聚合物和基质的结合，制成的柔性电子设备具有巨大的创新价值。根据研究人员的描述，我总结出以下几点：
可穿戴设备
这种设备轻薄、具有柔性，适用于皮肤，能测量和获取用户的血压、血糖、汗液成分。因为具有可降解和柔性的设计，它可以作为一次性的医疗设备使用。
植入式设备
这种设备不仅可用于皮肤，而且因为它和人体具有相容性，所以能植入身体。聚合物分解后的浓度，远远低于目前公布的饮用水中可接受的物质浓度级别。虽然，聚合物具有生物相容性，但研究人员称，在作为植入物使用成为常态之前，还需要进行更多的研究。
大区域使用的传感器
这些设备还可在偏远地区的，用于大面积调查。研究人员描述了这一机制，这种可降解的电子设备，能够通过飞机投放到一片森林中，调查地貌。由于区域面积很大，人工布置这些传感器十分困难，而且布置的传感器，也很难搜集回来。如果你不想污染环境，那么就需要它们是生物可降解的，否则就会像塑料袋一样污染森林。
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项目成果
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焦点事件
