在电子电路、计算机芯片及太阳能电池中被广泛运用的硅,是一种化学特性相对稳定的“惰性材料”,如今科学家们不仅利用它来开发生物用的硅电路,更进一步研发能在生物体内分解的有机半导体聚合物与分子晶体管,作为所谓的可溶性电子设备,目标是应用在医疗电子领域,植入人体发挥特定功能,或作为传感器使用。
|
可溶性电子设备的目标是应用在医疗电子领域,植入人体发挥特定功能,或作为传感器使用。 |
在传统的硅电路中,电子是沿着顶端流动,科学家们在电路基础上加上薄薄的有机半导体层,并提高该组件在弱碱性环境的溶解度,以符合人体与血液的酸碱值环境。研究人员将硅切分成300奈米薄的芯片,以氧化镁或二氧化硅作为介质做出半导体电路,最后再用合成丝绸蛋白将此结构包覆,成为一个可溶性的植入电子设备。
为了验证上述可溶性电子设备是否能在生物体内「真正溶解」,研究人员将含镁的感应线圈和含硅的微型自动加热器结合,植入小白鼠体内,透过无线信号控制,植入的微型加热器成功让植入部位的温度提高了摄氏5度,也因此杀死该部位的细菌,更妙的是,这个装置在15天后自行溶解,只留下少许丝绸蛋白纤维。这项实验若成功应用于人体,将可取代抗生素,例如在手术后植入患者体内,防止伤口感染。
以此技术延伸,科学家们可望开发出可溶式的二极管、晶体管、电容器、逻辑门、太阳能电池、传感器、温度传感器和振荡器等,尽管可溶性电子电路这一技术还存在许多问题待解决,但相信不久的将来能对医疗界做出贡献!