Radio Zamer.ru

You are here: Главная / Новости электроники / Растворимая электроника, подходящая для имплантации

Растворимая электроника, подходящая для имплантации

Очень интересное и достойное пристального внимания направление, успешное начало которому положили биоинженеры из штатов. Суть этого направления, в создании электронных устройств пригодных для имплантации внутрь организма. Отличительная особенность этой технологи, заключается в способе утилизации, то есть такой имплант, отработав заданный срок, самоуничтожается, а точнее, растворяется самим организмом. Технологии производства подобной электроники была посвящена статья в журнале Science.

Джон Роджерс

"Мы назвали наше изобретение "временной электроникой". С самого зарождения микроэлектроники, все приборы изготавливались с расчетом на "вечную" работу. Но если подумать в обратном ключе и разработать устройства, способные самостоятельно разрушаться в строго заданное время, открывается новая сфера для применения электронной техники", - пояснил руководитель группы ученых Джон Роджерс (John Rogers) из университета штата Иллинойс в городе Урбана (США).

Джон Роджерс и его коллеги уже достаточно давно ищут наиболее подходящую технологию создания электронных устройств, способных растворяться, в процессе поисков проводится значительное число экспериментов с различного рода неорганических и органических соединений.

Разработчики говорят о том что все составляющие таких электронных устройств (проводники, изолирующие подложки, полупроводниковые приборы, и т.д.) должны свободно выводится из организма, без какого либо труда и ущерба здоровью. Помимо этого, готовое изделие должно отвечать определенным требованиям: прибор должен быть достаточно миниатюрным и при этом гибким, для успешной имплантации внутрь организма.

Ученые смогли добиться всех требуемых для реализации свойств, используя для этого несколько основных компонентов: сверхтонкие пленки на основе кремния, магний и полимер, изготовленный на основе шелка. Разработчики говорят о том, что магний и шелк не опасны для организма, и утилизируются за счет клеточных ферментов, а что касается пленок из кремния, то они химически инертны, и со временем растворяются молекулами воды.

Печатная плата на основе растворимой технологии

На основе магния и его оксида изготавливаются проводящие электроды, и диэлектрическая подложка для полупроводников (транзисторов). Супертонкие полоски кремния используются для работы полупроводниковых приборов: транзисторы, температурные датчики, фотосенсоры и даже фотокамеры. А биополимер на основе шелка, применяется для изготовления гибкой оболочки устройств, так же способен растворяться.

Способ изготовления устройств по данной технологии: Первым делом изготавливаются (печатаются) заготовки для полупроводниковых приборов на кремниевых пленках, далее наносятся токоведущие “дорожки” (по аналогии с печатными платами), для дорожек применяют магний и его оксид, после этого устройство оборачивается в гибкий полимер на основе шелка. Срок годности устройства зависит непосредственно от структуры и свойств шелкового полимера, более слабая непрочная структура рассчитана на работу устройства в течении нескольких дней, тогда как более сложная и прочная структура рассчитана на работу от нескольких месяцев до нескольких лет.

Уже сейчас устройства можно четко разграничить по требуемому сроку службы. Если речь идет о имплантах предназначенных, для мониторинга за состоянием здоровья, борьба с инфекцией, и т.д., то здесь не нужны продолжительные сроки службы, в большинстве случаев, будет достаточным нескольких недель.  А когда речь идет о устройствах потребительского класса, то здесь необходимы более продолжительные периоды работы, порядка одного двух лет.

И для примера возможностей этой технологии, разработчики, “собрали” имплант с датчиком бактерий, который впоследствии был вживлен поду эпидермис (кожу) крысы. По результатам эксперимента можно говорить о том что имплант успешно отработал свои функции в течении заданного периода, и впоследствии растворился. Помимо этого успешного опыта, разработчикам удалось изготовить цифровую камеру на 64 пиксела.

Ученые предполагают, тот факт что разработанная ими технология не будет ограничена только медицинской областью, и нательной электроникой. Возможности для применения гораздо шире, и в качестве примера можно привести любые электронные устройства, такие как сотовые телефоны, плееры и т.д., если они будут изготовлены по растворимой технологии, то с утилизацией не будет ни каких проблем, для этого будет достаточным, закопать в земле или растворить в воде.

Copyright © Радиоизмерения 2017