可(kě)生物(wù)降解的柔性電(diàn)子产品：提高可(kě)持续性的新(xīn)选择

2021-01-08

数十年来，電(diàn)子行业一直在通过使用(yòng)有(yǒu)毒化合物(wù)制造半导體(tǐ)组件和印刷電(diàn)路板，生产可(kě)能(néng)永遠(yuǎn)不会在垃圾填埋场中抛弃的废弃设备，以及在第三次开发中忽视环境破坏性采矿实践来与环境需求背道而驰。

可(kě)生物(wù)降解的柔性電(diàn)子产品提供了新(xīn)的发展道路

借助可(kě)生物(wù)降解的柔性電(diàn)子产品，研究人员又(yòu)迈出了一步，使電(diàn)子业務(wù)和科(kē)學(xué)全面发展。纳米纤维素和生物(wù)聚合物(wù)薄膜作為(wèi)電(diàn)子電(diàn)路的主要材料的发现导致了设计和生产在使用(yòng)寿命结束时会降解為(wèi)堆肥的電(diàn)子设备。除了允许制造商(shāng)為(wèi)消费者和行业提供易于使用(yòng)的一次性，环保设备外，不同类型的薄膜还為(wèi)开发柔性電(diàn)子设备开辟了新(xīn)途径。

这些设备（称為(wèi)柔性混合電(diàn)子产品）用(yòng)作设计思想的示例，这些思想着眼于消费者和创造性思维，将创造力推向新(xīn)的高度。结合纸张基材，导電(diàn)油墨，可(kě)生物(wù)降解塑料，3D打印组件和有(yǒu)机電(diàn)源等技术的能(néng)力已导致小(xiǎo)型设备的突破，这些设备有(yǒu)望成為(wèi)主流。这些突破包括从蚕茧中提取的蚕丝蛋白构建的生物(wù)相容性光學(xué)器件，再到纳米级光學(xué)器件。

设计应用(yòng)

对可(kě)生物(wù)降解的灵活電(diàn)子设计应用(yòng)程序的研究已将電(diàn)子行业从对電(diàn)子产品的单重点发展到包括以下方面的多(duō)重点：

3D打印

生物(wù)學(xué)

机械设计

环境科(kē)學(xué)

植入式装置

对于符合人體(tǐ)组织形状的可(kě)穿戴或可(kě)植入设备进行新(xīn)应用(yòng)的可(kě)能(néng)性要求在各个层面进行协作。集成设计团队的某些成员可(kě)能(néng)专注于信号传输，而其他(tā)成员则可(kě)能(néng)专注于柔性混合電(diàn)子设备在满足其目标之后无害地溶解在體(tǐ)液中的能(néng)力。

纳米尺寸嵌入式传感器

在用(yòng)于运输，航空航天或机器人应用(yòng)的柔性纳米尺寸嵌入式传感器的设计过程中，发生了类似的集成。例如，可(kě)生物(wù)降解的柔性電(diàn)子器件可(kě)以用(yòng)作软机器人应用(yòng)的跳板。与当前的机械机器人应用(yòng)相反，软机器人寻求人造電(diàn)子皮肤，软传感器和柔性電(diàn)源的开发。软机器人的研究可(kě)能(néng)会导致新(xīn)型假肢设备或类人型机器人具有(yǒu)更高的灵活性和灵活性。

新(xīn)技术带来新(xīn)挑战

设计可(kě)生物(wù)降解的柔性電(diàn)子设备给電(diàn)子系统设计和PCB设计提出了独特的挑战。 

预测新(xīn)型聚合物(wù)和复合材料抵御電(diàn)磁干扰的能(néng)力可(kě)能(néng)需要新(xīn)的设计技术和EDA软件应用(yòng)程序。设计团队可(kě)能(néng)需要新(xīn)的方法来模拟電(diàn)阻变化，電(diàn)容耦合或電(diàn)感耦合对有(yǒu)机半导體(tǐ)的影响。对于使用(yòng)突破性连接材料的设备，阻抗失配的机会也可(kě)能(néng)会改变，这些材料会拉伸并符合独特的形状或嵌入动物(wù)或人體(tǐ)组织或新(xīn)的复合材料中。

在机械设计和電(diàn)子设计之间的融合方面，灵活混合设备的使用(yòng)可(kě)能(néng)会将EDA软件推向新(xīn)的极限。机械设计软件工具现在需要考虑到可(kě)以适应独特形状的柔性電(diàn)路的功能(néng)，以及通过3D打印获得的灵活性。電(diàn)子设计现在涉及对電(diàn)路的分(fēn)析，这些電(diàn)路成為(wèi)不同类型材料的组成部分(fēn)，并且可(kě)能(néng)会暴露在恶劣的环境中。

可(kě)生物(wù)降解的柔性電(diàn)子的未来 

可(kě)生物(wù)降解的柔性電(diàn)子的未来可(kě)能(néng)会演变成适用(yòng)于广泛的消费，医疗和工业应用(yòng)的设计。研究团队已经表明，细菌可(kě)以為(wèi)LED和手机電(diàn)路供電(diàn)。新(xīn)的研究表明，细菌可(kě)以帮助形成新(xīn)一代的可(kě)穿戴设备，其中包括纳米尺寸的生物(wù)和环境传感器。随着时间的流逝，可(kě)生物(wù)降解的柔性電(diàn)子产品的新(xīn)发展将继续為(wèi)電(diàn)子行业塑造更可(kě)持续的未来。