減少電子廢棄物 科學(xué)家開發(fā)可分解材料

基于環(huán)保理由，有種聲音呼吁能開發(fā)可經(jīng)過規(guī)劃、循序漸進(jìn)的分解技術(shù)，讓各種甚至構(gòu)造復(fù)雜的電子裝置能化為容易回收的零組件或是無毒性的化學(xué)物質(zhì)，而不是變成全球一年可達(dá)到4,000萬至5,000萬公噸的電子廢棄物。

正在嘗試開發(fā)暫態(tài)材料(transientmaterial)的科學(xué)家們，目標(biāo)之一就是希望各種電子裝置一旦失去效用就能分解;美國愛荷華州立大學(xué)(IowaStateUniversity)機(jī)械工程副教授RezaMontazami表示，知道這種可分解復(fù)合材料何時(shí)會(huì)分解非常重要，如此才能將之應(yīng)用于醫(yī)療用植入式電子裝置、環(huán)境感測(cè)器等。

Montazami日前于新出版《AdvancedFunctionalMaterials》期刊發(fā)表的一篇報(bào)告，揭露了他在可分解材料之穩(wěn)定性、以及如何觸發(fā)材料分解機(jī)制等方面的研究成果，可望做為未來開發(fā)暫態(tài)電子元件的有效基礎(chǔ)。

多年來，外科手術(shù)所采用的縫線、縫合釘?shù)?，是使用如polyglactin、polyglycolicacid等材料，會(huì)在曝露于水或是人體組織的酵素、噬菌細(xì)胞時(shí)，以可預(yù)測(cè)的速率分解。而采用這種暫態(tài)材料來開發(fā)電子裝置的想法，先前美國塔夫斯大學(xué)(TuftsUniversity)與西北大學(xué)(NorthwesternUniversity)的研究人員也曾經(jīng)提出。

在2012年9月的《Science》期刊，有一篇報(bào)告敘述了利用以氧化鎂(magnesiumoxide)涂布、以蠶絲為基底的材料制作場(chǎng)效電晶體(FET)、電阻、二極體、加熱器與應(yīng)力感測(cè)器的技術(shù)，那些裝置能在測(cè)試管內(nèi)與實(shí)驗(yàn)老鼠體內(nèi)正常運(yùn)作，并如期分解。

上述技術(shù)的目標(biāo)是制造出能植入人體、透過感應(yīng)線圈接收外來電源，并能在不對(duì)病患產(chǎn)生毒害、也不必透過手術(shù)來移除的前提下完全自然分解的電子裝置。該報(bào)告作者、塔夫斯大學(xué)工程學(xué)院生物工程教授FiorenzoOmenetto表示，這類裝置剛好與整合了具備長(zhǎng)期物理與電氣穩(wěn)定性設(shè)計(jì)IC的傳統(tǒng)電子裝置完全相反。

如果能以可分解材料來制造手機(jī)等電子產(chǎn)品，地球環(huán)境將可望因此受益、免除了電子廢棄物堆積的困擾。為此愛荷華州立大學(xué)的Montazami團(tuán)隊(duì)也打造了一系列研究用的可分解電子零組件，包括資料傳送天線、電阻、電容與LED，而他們的進(jìn)展是開發(fā)出一種聚合物復(fù)合材料薄膜，能做為IC基板使用。

該種薄膜還能藉由與聚合物共同使用或堆疊于其上的材料，調(diào)配出不同的物理特性與分解速度。Montazami的團(tuán)隊(duì)在下面的一段視訊影片中，展示了一顆藍(lán)光LED的接腳與聚合物基板在滴了兩滴水之后分解成液體的實(shí)況。

可分解電子元件能減少電子廢棄物、或是用以制作人體植入裝置;運(yùn)用這種暫態(tài)性電子元件來制作智慧卡等資料儲(chǔ)存裝置，還可在裝置被偷竊時(shí)保護(hù)個(gè)人隱私或是機(jī)密──這種裝置可以配備一個(gè)內(nèi)含溶劑的「自殺開關(guān)」，一旦開啟就能銷毀敏感性資料…當(dāng)然，還有裝置本身!