[发明专利]一种基于醋酸的可编程降解瞬态电子装置及其激发方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于醋酸的可编程降解瞬态电子装置及其激发方法，属于瞬态电子领域。

背景技术

由于生物电子学，自毁装置和环境传感器的快速发展，瞬态电子技术正在成为热门话题。

瞬态电子是一种新兴的先进电子产品，具有以受控方式分解的能力，其在植入式，环境友好型和硬件安全装置(如海洋环境传感器)中有广泛的应用。其中酸催化的瞬态电子器件吸引了众多的研究，这是因为瞬时可以发生在需要的情景下，而不需要UV暴露。Roger等报道了基于含有封装甲磺酸(MSA)微滴的保护性蜡涂层的热触发瞬态电子学。一旦加热，蜡就会熔化和释放MSA，然后使电子元件劣化。然而，超酸(例如，MSA)的使用需要具有强耐酸性的载体(例如蜡)，同时也会导致安全性和成本的问题。乙酸是一种弱酸，然而，它可以溶解适合瞬态电子学的金属材料。乙酸具有低成本，可用性和低毒性的优点，被广泛地用于制备商业化产品(例如，乙醛)，因此，这对瞬态电子具备吸引力，以达到成本效益和容易的瞬态。尽管有上述优点，但是据我们所知，目前尚没有关于瞬态电子应用中使用乙酸的报告。

发明内容

本发明公布了一种用于触发基于醋酸的瞬态电子学劣化的新方案，有效利用了GAA和醋溶解探针金属。为了实现可编程的瞬态以及器件保护，PPC则做为钝化层。本发明具有简单，安全性高，成本低，触发温度低的优点。

一种基于醋酸的可编程降解瞬态电子装置，其特征在于所述的基于醋酸的可编程降解瞬态电子装置至少包括相互并联的第一支路和第二支路；所述的第一支路上包括相互串联的第一开关和快速降解装置，所述的第二支路上包括相互串联的第二开关和可编程降解装置；所述的快速降解装置由被PCC钝化的镁条和GAA触发器组成，所述的GAA触发器位于被PCC钝化的镁条上部；所述的可编程降解装置由被PCC钝化的镁条、含有醋的触发器和二次触发装置组成，所述的含有醋的触发器位于被PCC钝化的镁条上部；所述的基于醋酸的可编程降解瞬态电子装置位于PCB板上，并通过互连线串联在电子元件之间。

所述的被PCC钝化的镁条的制备方法如下：

1)将聚碳酸亚丙酯在恒定搅拌下溶解在丙酮中以形成一定重量百分比的溶液；

2)将PPC溶液滴加到Al底物上；

3)然后，将具有PPC涂层的Al基材在60℃下烘烤15分钟以除去丙酮；

4)将镁条放置在PPC涂层中，随后将PPC溶液滴在镁条表面上；

5)样品在60℃下烘烤15分钟，除去Al衬底之后，就在镁条表面形成了所需的钝化层。

所述的GAA触发器在受触发状态下会释放冰醋酸；所述的含有醋的触发器在受触发状态下会释放醋，所述的醋中乙酸的质量百分比含量小于10％。

所述的二次触发装置为热触发装置或化学触发装置。

所述的热触发装置为设置在被PCC钝化的镁条或含有醋的触发器上的加热装置。

所述的化学触发装置在触发状态下会释放化学触发剂；所述的化学触发剂为丙酮、丁酮中的一种或多种。

所述的互连线通过喷墨打印的方式打印在柔性基底上；所述的互连线的材质为金属无电沉积获得的催化剂油墨。

基于醋酸的可编程降解瞬态电子装置的可编程降解瞬态电子激发方法如下：

将基于醋酸的可编程降解瞬态电子装置接入PCB电路中，根据需要通过并联支路中的开关连通快速降解装置或者可编程快速降解装置所在支路；

当快速降解装置连入电路中时，GAA触发器中的GAA会快速降解被PCC钝化镁条，导致电路断路，进而破坏电路连通；当可编程降解装置连入电路中时，含醋的触发器中的醋会对被PCC钝化的镁条进行第一次降解，通过上位机控制第二触发装置，当第二触发装置达到触发条件，会使被PCC钝化的镁条加速降解，进而破坏电路连通。

本发明提出一种用于触发基于醋酸的瞬态电子学劣化的新方案，冰醋酸(GAA)和醋被用来引发降解。我们还提出了以可编程方式消灭湮没电子的级联触发模式。所提出方法的目的是构建大规模级联瞬态电子器件，用于定时可编程分解，具有简单，安全性高，成本低，触发温度低的优点。Mg具有易于加工，水解速度快，生物相容性好等优点，已被广泛应用于瞬态电子学领域。因此，选择Mg作为探针金属溶解这项工作，这等于破坏瞬态电子学。瞬态电子在恶劣环境中的应用需要封装钝化层，无需刺激就能提供临时保护。但是，预计在触发时会发生降级。PPC可作为临时保护层,是一种可生物降解的绿色聚合物，能够保护金属表面免受环境空气中的氧化。更为重要的是，PPC的低转变温度，有利于实现低的瞬态触发温度。

附图说明