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可生物降解电子元件的优势和挑战
可生物降解的电子组件在从生物医学工程到农业的各种应用中得到利用，并为电子市场及其他领域提供了令人兴奋的新机遇。
可生物降解电子元件的优势
以下是可生物降解的电子组件的一些更有利的属性：
柔软性和柔韧性
可生物降解的电子产品通常称为软电子产品，可以接触人体的软组织，而几乎不会引起刺激。此外，软电子产品还具有极高的柔软性和柔韧性，可以使设备适应不同的形状。
可控制的时限
可生物降解的电子产品可以具有可控制的时间限制。研究表明，用于生物医学目的的软电子设备在预期的设备使用寿命后，将以受控的速率溶解，重新吸收或消失。结果，这些装置作为不需要额外手术即可去除的临时医疗植入物而变得有价值。
由于这些独特的特性，可生物降解的电子组件通常用于生物医学设备中。
可生物降解电子元件的生物医学用途 SHAPE \* MERGEFORMAT
可以刺激愈合并协助组织再生的可生物降解电子产品的可能性可能会带来新的医学突破。微型/纳米制造技术的发展使研究人员能够创建由软聚合物，可生物降解的金属，薄硅和有机材料组成的可植入设备。
生物传感器
生物传感器可以监测人体中的压力，流量，应变和化学物质，并协助医生诊断生理状况。除了不再需要时可溶解在体液中的能力外，这些设备还具有出色的电气特性。
例如，某些类型的有机硅弹性体具有高介电强度，并用作用于测量血管中压力和氧气水平的高灵敏度电容传感器的介电层。其他类型具有出色的屈光特性，可以测量角膜压力。
除医疗应用外，可生物降解的电子组件也已进入消费电子市场。
市场上的可生物降解电子
可生物降解的电子部件的有利性能使其成为许多电子设备所需要的。新型聚酰胺柔性薄膜可提供下一代可穿戴传感器所需的机械强度，光学特性和耐温性-用于可折叠电子设备的超薄触摸屏。生物可降解电子学的以下发展特别有希望：
聚酰胺薄膜
新一波的天然聚酰胺薄膜为薄型，透明的电子设备提供了未来，这些设备将在使用寿命终止时进行生物降解。对于PCB设计，新型聚酰胺柔性薄膜的特性可以消除当前电路板常见的典型环氧/丙烯酸粘合剂层，从而形成非常柔性，薄的电路板。
水溶性电子设备
其他研究表明，水溶性材料可以用作集成电路以及用于环境传感器，医疗传感器或一次性手机的其他组件。称为瞬态电子设备的水溶性电子设备接受编程，以使功能在设备降解为水，生物流体或土壤废物之前的特定时间段内发生。IC内使用的硅薄层溶解形成环保硅酸。
场效应晶体管和环形振荡器
除了与薄硅一起工作之外，研究团队还利用二氧化硅和钨组成的化合物开发了场效应晶体管和环形振荡器。研究团队发现，他们可以通过材料的厚度，离子类型，离子浓度和二氧化硅沉积方法来控制设备溶解的速率。
可生物降解的丝绸
一种用于在蚕丝蛋白中包裹硅和镁的超薄层的技术始于从蚕茧中提取出可生物降解的强蚕丝蛋白。然后，该过程通过调整蚕丝蛋白的性质以随时间间隔改变降解量而继续进行。由镁互连，硅薄层和氧化镁栅极组成的纳米膜可作为高质量的半导体，可控制功率或感应丝蛋白中条件的变化。由于瞬态电子设备仅使用少量的硅和镁，因此这些天然存在的材料的溶解不会影响人类健康或环境。
光波导
可生物降解电子组件的其他应用包括光波导和其他类型的环境兼容光子组件。光波导允许控制和传输光。基于丝绸的聚合物波导具有生物调制和感应光的能力。
可生物降解的光学电子设备的一种应用涉及使用嵌入农产品中的可食用光学传感器。无毒的光学传感器可以检测有害细菌，然后与食物一起食用后溶解。
研究人员还使用了蜘蛛丝来引导光通过光子设备。该技术的不断发展表明，光流过丝线的方式类似于光流过玻璃纤维的方式。鉴于丝绸的光学特性，研究团队已将丝绸集成到集成电路中，并使用丝绸将光传播并引导到电路的不同部分。由丝绸制成的光学传感器可以溶解而对环境无害。
可生物降解电子面临的挑战
尽管可生物降解的医疗器械有望实现，但研究团队将继续努力，以确保先进的聚合物和可生物降解的成分完全溶解，不会留下有毒化学物质的痕迹。
其他挑战包括扩大软性，瞬态电子元件和电路的开发规模以实现批量生产。这些挑战与设计具有出色电子特性并满足设计要求的电路的挑战相吻合，然后再分解为对环境或医学有益的化合物。
可生物降解电子的未来
尽管存在上述挑战，但生物可降解电子的潜力似乎无限。农业传感器可以感应实时生长条件，将信息传输给农民，然后分解到土壤中。纳米尺寸的医疗设备可以靶向单个癌细胞并减少化学疗法的需求。消费娱乐设备可以在使用寿命结束时溶解，而不会向电子垃圾中释放有毒化学物质。国防应用的示例包括已编程可生物降解的报废程序的无人机或机器人设备。这些只是可生物降解电子技术可能改变行业的一些例子，无可否认，可生物降解电子技术的未来是光明的。