電路板正在拖累可穿戴醫(yī)療電子的綠色前景 | 前沿動(dòng)態(tài)

原文發(fā)表于 《科技導(dǎo)報(bào)》2026年第1期科技新聞-前沿動(dòng)態(tài)

電路板正在拖累可穿戴醫(yī)療電子的綠色前景

可穿戴醫(yī)療電子網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生理監(jiān)測(cè)、人機(jī)交互和實(shí)時(shí)醫(yī)療支持（圖片來(lái)源：

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可穿戴醫(yī)療電子正迅速?gòu)摹翱蛇x裝備”變成數(shù)字醫(yī)療體系的重要基礎(chǔ)設(shè)施。從連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)、心電監(jiān)護(hù)到可穿戴超聲，這類(lèi)設(shè)備以高依從性和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力，正在重塑慢病管理和健康干預(yù)模式。然而，在其快速普及的背后，環(huán)境代價(jià)長(zhǎng)期被忽視。芝加哥大學(xué)田博之團(tuán)隊(duì)與康奈爾大學(xué)尤峰崎團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)源于集成電路制造中使用的關(guān)鍵金屬與高能耗工藝是主要污染源。2025年12月31日，相關(guān)研究成果發(fā)表于

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研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)血糖監(jiān)測(cè)儀、心電監(jiān)測(cè)儀、血壓監(jiān)測(cè)儀和掌上超聲貼片4種代表性設(shè)備進(jìn)行從搖籃到墳?zāi)沟姆治觥Ｍㄟ^(guò)構(gòu)建高分辨率的數(shù)據(jù)集，研究揭示單臺(tái)設(shè)備的全球變暖潛值（GWP）在1.1~6.1 kg CO2當(dāng)量之間。盡管單體排放量顯著低于傳統(tǒng)的智能手機(jī)或筆記本電腦，但由于這類(lèi)設(shè)備的使用壽命極短（通常僅為14天至2年），其年化環(huán)境足跡在規(guī)模化應(yīng)用后極具挑戰(zhàn)性。

在全球消費(fèi)趨勢(shì)預(yù)測(cè)中，研究指出到2050年，此類(lèi)設(shè)備的全球年消費(fèi)量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)42倍，接近20億臺(tái)。屆時(shí)，由此產(chǎn)生的年度溫室氣體排放量在溫和情景下將達(dá)到3.4 MtCO2當(dāng)量，這已接近當(dāng)前全球智能手表行業(yè)的碳排放水平。此外，隨之而來(lái)的電子垃圾處理和生態(tài)毒性問(wèn)題也將日益凸顯。

值得注意的是，該研究推翻了傳統(tǒng)可持續(xù)性研究中對(duì)塑料污染的過(guò)度強(qiáng)調(diào)。數(shù)據(jù)分析表明，采用可回收或生物降解塑料對(duì)降低總環(huán)境影響的貢獻(xiàn)僅為1.8%~5.4%。真正的環(huán)境足跡“熱點(diǎn)”在于電子電路系統(tǒng)：以血糖監(jiān)測(cè)儀為例，其柔性印刷電路板（FPCB）組件貢獻(xiàn)了約95.9%的碳足跡和超過(guò)97%的毒性影響。其中，集成電路制造以及黃金（Au）等關(guān)鍵金屬的開(kāi)采與提煉，因其極高的能耗和對(duì)水資源的污染風(fēng)險(xiǎn)，成為了主要的生態(tài)負(fù)擔(dān)來(lái)源。

針對(duì)上述痛點(diǎn)，研究提出了系統(tǒng)層面的緩解對(duì)策。通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，將長(zhǎng)壽命的控制電路與短壽命的傳感器或電池部件分離，實(shí)現(xiàn)控制模塊的重復(fù)利用，可使每使用周期的碳排放降低54.6%~62.4%。同時(shí)，在不損害性能的前提下，使用銀、銅或?qū)щ姼叻肿犹娲S金等關(guān)鍵金屬，可將全球變暖潛值降低約30%，并將生態(tài)毒性指標(biāo)降低60%以上。

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