Растворимая электроника

31.10.2013

Электроника, которую по заказу Пентагона разрабатывает профессор Джон Роджерс (John A Rogers) из Университета штата Иллинойс в Урбан-Шампейн, будет защищена от вторжения извне. Она будет разлагаться в присутствии воды или другого катализатора. Подобная электроника пригодится в армии, медицине, промышленности и множестве других сфер.

Джон Роджерс сообщает о последних успехах в разработке растворимой электроники и полагает, что через год или два биоразлагаемая электроника будет испытываться на людях. В настоящее время ученые уже могут продемонстрировать небольшую, размером с ноготь, микросхему из кремния, магния и шелка, которая за 1 минуту разрушается при контакте с водой. После попадания капель воды микросхема начинает сворачиваться в трубочку, после чего транзисторы и диоды разрушаются, и электроника превращается в мусор. За 2 часа интегральная схема полностью растворяется в стакане воды. Ранее, в прошлом году, растворимая электроника была имплантирована в тело подопытной мыши. Имплантат локально производил достаточно тепла, чтобы убить бактерии, вызывающие послеоперационные инфекции. Спустя 2 недели электронный имплантат растворился в теле мыши без очевидных побочных эффектов для животного.

На пути создания растворимой электроники сегодня стоят две проблемы: контролируемое растворение и биосовместимость. С первым моментом все понятно: не хотелось бы, чтобы радиостанция или блок управления летательным аппаратом неожиданно вышли из строя в процессе эксплуатации. Пока для инициации разрушения используется вода, то есть электроника может погибнуть от потери герметичности корпуса, разрыва капсулы с водой в результате удара БПЛА о землю или, например, по радиокоманде. Биосовместимость достигается использованием таких веществ, как оксид цинка или магний, которые в небольших количествах всасываются тканями организма без негативных последствий. Аналогичным образом разработаны и прототипы биоразлагаемых аккумуляторов.

Новая электроника может совершить небольшую революцию в самой концепции применения электронных устройств. Например различные датчики можно будет сбрасывать в почву и океан, не опасаясь загрязнения окружающей среды. В медицине растворимая электроника может использоваться для контроля состояния имплантата (протеза, пересаженного органа). Растворимый чип может не только обнаруживать первые признаки отторжения, но и, например, с помощью локального нагрева уничтожать бактерии. Спустя некоторое время такой чип бесследно растворится.

В более отдаленной перспективе, по мнению Роджерса через лет 10, растворимая электроника станет обычным делом. Мы привыкнем к тому, что смартфон можно выбросить в унитаз, где он полностью растворится без вреда для окружающей среды. Медицинские анализы будут представлять собой имплантируемый чип, который будет снимать показания в течение нескольких дней, а потом сам собой исчезнет.

В военной сфере изменения будут еще существеннее: роботы будут без опаски вторгаться на территорию противника, разведывательные БПЛА начнут чаще залетать в воздушное пространство других государств, а сетевые технологии на поле боя получат еще большее распространение.

<< Назад: Гаджеты без аккумуляторов 31.10.2013

>> Вперед: Платформа для модульных смартфонов Motorola Project Ara 30.10.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Сверхтонкий робот для инспекции электрогенераторов 05.02.2017 Компания Mitsubishi Electric объявила о создании робота толщиной всего 19,9 мм, предназначенного для инспекции генераторов электростанций. Малая толщина позволяет роботу проходить в зазор между статором и ротором, устраняя необходимость в извлечении последнего. Таким образом, робот существенно сокращает время и стоимость проверки, позволяя увеличить надежность и время бесперебойной работы генераторов. По данным Mitsubishi Electric, на обычную проверку генератора, выполняемую раз в четыре года, требуется примерно 34 дня. Во многом такой срок объясняется необходимостью извлекать ротор. Как утверждается, при условии использования робота срок инспекции сокращается до шести дней. Кроме того, за счет высокой точности проверки можно увеличить интервал между проверками и хранить на складах меньше запасных частей. Новый робот способен тщательно проверить состояние генератора, включая качество изоляции. Производитель отмечает, что механизм, обеспечивающий перемещение робота, отличается низким уровнем вибрации, за счет его повышается точность измерений. Остается добавить, что толщина обычных роботов-инспекторов - около 30 мм, что не дает им пройти в зазор между статором и ротором примерно 30% генераторов Mitsubishi Electric.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025