美國史丹佛大學(Stanford university)的研究人員打造了一種像皮膚般柔軟且有機的半導體元件,只需添加弱酸(如醋酸)即可使其自行分解,而不至於增加電子廢棄物。

這項研究工作的動機一部份來自於減少電子廢物產生的必要性。電子產品快速增加,特別是智慧型手機每兩年的產品週期,意味著電子廢棄物產生的速度越來越快。根據聯合國環境署(United Nations Environment Program)的調查報告,電子廢棄物預計在2017年將達到5,000萬噸,較2015年產生的電子廢棄物增加20%以上。

因此,史丹佛大學工程師Zhenan Bao及其研究團隊一直在思考電子產品。「我們一直試著模擬人類皮膚的功能,思考如何開發未來的電子元件,」她認為就像皮膚一樣可伸展、自癒以及生物可分解,才是電子元件迷人的特性。「我們已經在以往的研究中實現了兩項(軟性+自癒),生物可分解就成了我們的目標。」

研究人員在以往的研究上添加了生物可分解性,使其成為兼具這三項重要特性的聚合物。這項研究已刊載於美國國家科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences),根據該研究作者Zhenan Bao表示,「這是第一次半導體聚合物可自行分解的個例子。」研究人員還開發了生物可分解的纖維素基板材料,可用於安裝電子元件。

電子觸點通常用這種元件的金(Au)製成,而研究人員則是以鐵打造元件;這是一種對人體無毒的環保產品。

研究人員表示,該技術以亞胺化學為基礎,使用800nm厚的基板製造偽互補聚合物電晶體以及具有完全可分解的4V邏輯電路。

生物可分解性極其適於穿戴式裝置和植入式電子產品應用,以及利用大量感測器微粒進行的大規模環境調查。

此外,研究人員指出,這些柔軟如皮膚般的半導體晶片既輕且薄,可直接貼在人們的皮膚上,用於測量血壓、葡萄糖值與汗液含量。它甚至可做成特製的貼片,可在一面下載資料的同時,也讓人們輕鬆穿戴一整天。