随着各类电子产品使用量与日俱增,从智能手表等可穿戴设备,到人体植入式传感器、皮肤佩戴式智能贴片以及一次性监测设备等可植入设备,在给人们生活带来便利的同时,其废弃后产生的电子垃圾(ewaste)问题愈发严峻,已成为不容忽视的环境难题。在此背景下,韩国科学技术研究院(KIST)传来好消息。

KIST极端材料研究中心的Sangho Cho博士和功能复合材料研究中心的Yongho Joo博士领导的联合研究团队,成功开发出一种新型聚合物材料。该研究成果发表于《应用化学国际版》杂志。
这种聚合物材料优势显著。它具备生物相容性且足够稳定,能够植入人体。其降解过程可通过调节保护层的厚度和成分来精准控制,一旦保护层溶解,材料约三天内便能在水中自然降解,且不会留下任何残留物。
此前,虽已开发出可溶于水的电子设备,但普遍存在数据存储能力差、性能有限以及易受反复机械变形影响等问题。为攻克这些难题,KIST研究团队设计出新型分子结构(PCL - TEMPO),将能够存储电信息的功能性有机分子TEMPO与可生物降解的聚合物聚己内酯(PCL)相结合。这一创新设计,让单个分子系统同时实现电信号存储和自然降解成为现实。
用该材料制成的存储器件性能卓越。它具有出色的信号识别能力,在超过一百万次的循环中都能准确区分“开”和“关”状态,还能可靠地保存存储数据超过10,000秒。此外,在超过250次的写入 - 擦除循环或超过3,000次的弯曲后,器件性能依旧稳定,堪称有机电子器件耐用性与性能的完美结合。
该技术的应用前景十分广阔,不仅适用于植入式医疗设备,还可在一次性医疗监测系统、术后自然降解的外科植入物、环保数据存储设备以及一次性军事侦察工具等领域发挥作用。尤其对于植入式医疗设备而言,无需手术移除即可在体内自然消失,既能显著减轻患者的不适感,又能降低医疗成本。同时,这项技术为解决日益严重的电子垃圾问题提供了新思路,有力支持全球碳中和目标的实现。
Cho博士表示,这项成果意义重大,是首次将物理自毁功能集成到高性能有机存储器件中。未来,研究团队计划通过整合自修复和光响应功能,将其发展为“智能瞬态电子器件”,加速下一代生物电子器件和环保器件的商业化进程。
更多信息: Jaehyoung Ko 等人,《一种可生物降解的自由基聚合物实现高性能、物理瞬态有机存储器》,《应用化学国际版》(2025 年)。
















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