به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، استفاده از دستگاههای الکترونیکی در اشکال مختلف، از پوشیدنیهایی همچون ساعتهای هوشمند تا دستگاههای قابل کاشت در بدن ازجمله حسگرهای ایمپلنتی، پچهای هوشمند پوستی و دستگاههای پایش یکبارمصرف، بهطور چشمگیری افزایش پیدا کرده است. این دستگاهها پس از استفاده دور انداخته میشوند و بهطور فزایندهای به معضل زبالههای الکترونیکی (e-waste) میافزایند که یکی از نگرانیهای عمده زیستمحیطی در دنیای امروز است.
مؤسسه علوم و فناوری کره (KIST) اعلام کرده است که یک تیم تحقیقات مشترک از مرکز تحقیقات مواد فوقالعاده و مرکز تحقیقات مواد کامپوزیتی عملکردی، ماده پلیمری جدیدی را توسعه دادهاند که علاوهبر ارائه عملکرد بالا در ذخیرهسازی دادهها، میتواند در مدت چند روز پس از قرار گرفتن در آب بهطور کامل تجزیه شود. نتایج این تحقیق در مجله معتبر بینالمللی آنجوانته (Angewandte Chemie International Edition ) منتشر شده است.
ماده جدید علاوهبر داشتن سازگاری زیستی و پایداری کافی برای کاشت در بدن انسان، قابلیت کنترل زمان شروع تجزیه را از طریق تنظیم ضخامت و ترکیب لایه محافظ دارد. پس از حل شدن این لایه محافظ، ماده در آب در مدت تقریبی سه روز بهطور طبیعی تجزیه میشود و هیچگونه باقیماندهای بر جای نمیگذارد.
دستگاههای الکترونیکی قابل حل شدن در آب پیش از این توسعه پیدا کرده بودند، اما این دستگاهها بهطور معمول از نظر ظرفیت ذخیرهسازی داده، عملکرد و مقاومت در برابر تغییر شکلهای مکرر مکانیکی محدودیت داشتند. برای رفع این مشکلات، تیم تحقیقاتی یادشده، ساختار مولکولی جدیدی به نام PCL-TEMPO طراحی کردهاند که ترکیبی از مولکول آلی TEMPO (با قابلیت ذخیرهسازی اطلاعات الکتریکی) و پلیکاپرولاکتون (PCL)، یک پلیمر زیستتخریبپذیر، است. این طراحی نوآورانه امکان ذخیره سیگنالهای الکتریکی و تجزیه طبیعی را در یک سیستم مولکولی واحد فراهم میکند.
دستگاه حافظه ساختهشده از این ماده توانست سیگنالهای ON و OFF را بهخوبی تشخیص دهد و این عملکرد را بیش از یک میلیون چرخه حفظ کند. این دستگاه همچنین دادههای ذخیرهشده را بهمدت بیش از ۱۰ هزار ثانیه بهطور قابل اطمینان نگه داشت و پس از بیش از ۲۵۰ چرخه نوشتن-پاک کردن، همچنین پس از خم شدن بیش از ۳۰۰۰ بار، هیچگونه افت عملکردی نشان نداد که این قابلیت ترکیبی بینظیر از دوام و عملکرد برای یک دستگاه الکترونیکی آلی محسوب میشود.
فناوری حاضر محدود به دستگاههای پزشکی قابل کاشت نیست، بلکه در سیستمهای پایش سلامت یکبار مصرف، ایمپلنتهای جراحی که پس از عمل بهطور طبیعی تجزیه میشوند، دستگاههای ذخیرهسازی داده دوستدار محیط زیست و ابزارهای شناسایی نظامی یکبار مصرف نیز کاربرد دارد. قابلیت ناپدید شدن این دستگاهها در بدن بدون نیاز به جراحی برای خارج کردن آنها، بهطور قابلتوجهی میتواند ناراحتی بیماران و هزینههای مراقبتهای بهداشتی را کاهش دهد.
علاوهبر این، فناوری حاضر به مسئله رو به رشد زبالههای الکترونیکی پاسخ میدهد و از تلاشهای جهانی برای دستیابی به کربنزدایی حمایت میکند. این دستاورد از نظر فناوری اهمیت بالایی دارد، زیرا نخستین نمونه ادغام خودتخریبی فیزیکی در یک دستگاه حافظه آلی با عملکرد بالا است.
پژوهشگران قصد دارند در آینده این فناوری را به «دستگاه الکترونیکی گذرای هوشمند» با قابلیتهای خودترمیمی و پاسخدهی نوری تبدیل کنند تا سرعت تجاریسازی نسل بعدی بیوالکترونیکها و دستگاههای دوستدار محیط زیست را افزایش دهند. این پیشرفت نویدبخش گامی بزرگ در جهت توسعه فناوریهای الکترونیکی پایدار و دوستدار محیط زیست است که میتواند تأثیرات مثبت گستردهای بر سلامت انسان و محیط زیست داشته باشد.
نظر شما