این بورد الکترونیک خودنابودگر، در دمای پایین فرومی‌پاشد

تصور کنید، سربازان دشمن در پوشش تاریکی شب، یکی از ماموران برجسته طرف مقابل را دستگیر می‌کنند. سپس پوست بازوی او را با برشی سطحی می‌شکافند و مدار الکترونیکی بسیار نازک و شفافی را که حاوی اطلاعات حساس نظامی است، بیرون می‌کشند. اما مدار به محض بیرون آمدن از بازوی او، پیش چشمان شگفت‌زده دشمن، محو می‌شود.

شبیه داستان‌های علمی و تخیلی است، نه؟ اما پژوهشی جدید با هدف اثبات این مفهوم، چنین داستان‌هایی را گامی دیگر به واقعیت نزدیک‌تر کرده است. گروهی از مهندسان دانشگاه واندربیلت، بوردهای الکترونیکی ساده‌ای متشکل از خازن و مسیرهای رسانا ساخته‌اند که اصطلاحا در دمای اتاق و بالاتر از آن به‌‌خوبی کار می‌کند، اما در تماس با دمای کمتر از  32 درجه سانتی‌گراد به‌سرعت فرومی‌پاشد.

آن‌ها نتیجه کار خود را طی مقاله‌ای در مجله مواد و منابع کاربردی (ACS Applied Materials and Resources) منتشر کرده‌اند.

در حال حاضر گونه‌های مختلفی از مدارهای الکترونیکی فناپذیر در دست تحقیق و توسعه هستند، اما بسیاری از آن‌ها زمانی متلاشی می‌شوند که انرژی‌هایی همچون گرما یا نور به آن‌ها اعمال شود. گونه‌های دیگری هم وجود دارند که باید با آب تماس پیدا کنند تا در آن حل شوند. مداری که پژوهشگران دانشگاه واندربیلت ساخته‌اند، در دمای متوسط و گرم کار می‌کند اما به محض تماس با هوای خنک یا سرد از هم می‌پاشد.  

این بورد الکترونیکی دارای نانوسیم‌هایی از جنس نقره است که به‌وسیله نوعی پلیمر به هم مرتبط شده‌اند. این پلیمر، در دمای اتاق یا بالاتر از آن، آب‌گریز (هیدروفوب) است، اما وقتی دما کاهش می‌یابد، خاصیت آب‌دوستی (هیدروفیلی) پیدا می‌کند.

در این مطالعه، لئون بلان، نویسنده ارشد مقاله به همراه شین ژانگ، دانشجوی تحصیلات تکمیلی دانشگاه، وقتی بورد مدار الکترونیک ساخته شده از مواد فوق را در حمام آب گرم قرار دادند، توانست یک لامپ ال‌ای‌دی را روشن کند. اما وقتی آب گرم، جای خود را به آب سرد داد و دمای محیط کاهش یافت، نانوسیم‌های نقره‌ تماس خود را با یکدیگر از دست دادند، در نتیجه اجزای الکترونیک ظرف چند ثانیه از کار افتادند و نهایتا بورد، تجزیه شد. تمام این فرآیند طی تنها چند دقیقه اتفاق افتاد.

بلان نیز تایید می‌کند سامانه‌های خودنابودگر کاربردهایی دارند که در حال حاضر شبیه سناریوهای علمی‌ و تخیلی به‌نظر می‌رسد. مثالی که در ابتدای مطلب آورده شد نیز از همین دست است. او می‌گوید، اگر بورد الکترونیک را از بازوی مامور فرضی خارج می‌کردند یا او را می‌کشتند و دمای بدن او به علت مرگ کاهش می‌یافت، بورد به‌سرعت متلاشی می‌شد.

اما کاربردهای این فناوری صرفا در سناریوهای ذهنی و آینده‌گرایانه خلاصه نمی‌شود. امروزه در حیطه زیست‌پزشکی، مطالعات وسیعی روی نانوذره‌های فلزی در حال انجام است و ظاهرا مواد مورد مطالعه، عمدتا غیرسمی و حتی ضدمیکروب هستند که این مزیت بزرگی است. از این طریق می‌توان برچسب‌های RFID (سامانه بازشناسی با امواج رادیویی) مبتنی بر این فناوری را درون بدن بیماران کار گذاشت تا وظیفه‌ای خاص را انجام دهند. در این‌ صورت، هنگام مرخص شدن بیمار از بیمارستان کافی است دمای آن بخش از بدن را به‌ صورت موضعی کاهش داد تا مدار در بدن تجزیه شود و از بین برود.

بلان و گروه او اکنون مشغول بررسی این موضوع هستند که آیا بوردهای الکترونیک در بافت بدن انسان نیز همین رفتار را از خود نشان می‌دهند یا نه (آن‌ها قبلا این بورد را درون قطعات گوشت آزمایش کرده‌اند). آن‌ها همچنین امکان برقراری تماس بی‌سیم برچسب‌های RFID از درون بافت را بررسی کرده‌اند و اینک می‌خواهند تجهیزاتی بسازند که حاوی ترانزیستورهای نیمه‌رسانا باشد. همان‌طور که بلان نیز اشاره می‌کند، با اضافه کردن اجزای الکترونیکی پیچیده‌‌تر به این بوردها، می‌توان مدارهایی با کاربردهای بسیار جالب را متصور شد.