虽然每块芯片仅需微量金属，但采矿过程能耗巨大且产生大量废弃物。

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芝加哥大学与康奈尔大学最新研究显示，到2050年全球医疗电子设备年需求量或将接近20亿台。研究警告，若不采取减排措施，这些设备累计产生的电子垃圾将超百万吨，碳排放量预计达1亿吨。该研究发表于近期学术期刊。

"希望这项研究能为新一代可穿戴设备的负责任发展提供指引。"芝加哥大学博士后研究员、论文第一作者杨传旺表示。

随着电子产品日趋小型化与柔性化，其在医疗健康领域的应用场景持续拓展。持续监测患者血压、血糖或心率的功能，有助于医生和护理人员维持患者状况稳定并预防危机。

环境代价显现

当前多数医疗电子设备被设计为一次性产品——其可抛弃性甚至超过消费电子产品。这主要源于长期使用可能导致性能下降或引发感染风险。

芝加哥大学化学系教授田博之实验室发现，针对这个迅速膨胀的市场及其潜在环境影响的系统性研究严重匮乏。据项目公报显示，该团队已与康奈尔大学冯齐教授课题组展开合作攻关。

医疗电子需求激增

"在这个变革性领域加速发展的同时，社会对其环境影响的全面认知依然不足。"杨传旺指出。

研究团队首先构建了全球医疗电子设备使用模型。根据当前趋势推算，到2050年全球需求量将达到现今的42倍，年均约20亿台。随后团队建立了评估设备环境足迹的框架体系。

综合分析显示，印刷电路板——即控制电子设备的"大脑"——对环境的影响远超其他部件。"设备超过70%的碳足迹来自电路板。"田博之教授强调。

田教授指出，当前关于设备可持续性的讨论多聚焦于塑料或传感器，但这些仅占总体影响的很小部分。例如即便将所有塑料替换为可降解材料，整体影响仅降低3%。

集成电路需要黄金等贵金属。尽管单颗芯片所需金属量微乎其微，但采矿过程消耗海量能源并产生大量废弃物。

研究团队提出两大减排路径：一是研发可采用铜、铝等易得矿物替代黄金的新型芯片。虽然铜铝化学性质不如黄金稳定，但田教授表示："只要为电路提供额外保护，使用活性更强的金属未必影响性能。"

二是采用模块化设计理念。超过七成碳足迹来自电路板的现状，亟待通过可替换模块设计来改变。

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