电路板正在拖累可穿戴医疗电子的绿色前景 | 前沿动态

原文发表于 《科技导报》2026年第1期科技新闻-前沿动态

电路板正在拖累可穿戴医疗电子的绿色前景

可穿戴医疗电子网络可实现连续生理监测、人机交互和实时医疗支持（图片来源：

Nature

可穿戴医疗电子正迅速从“可选装备”变成数字医疗体系的重要基础设施。从连续血糖监测、心电监护到可穿戴超声，这类设备以高依从性和实时监测能力，正在重塑慢病管理和健康干预模式。然而，在其快速普及的背后，环境代价长期被忽视。芝加哥大学田博之团队与康奈尔大学尤峰崎团队发现源于集成电路制造中使用的关键金属与高能耗工艺是主要污染源。2025年12月31日，相关研究成果发表于

Nature

研究团队针对血糖监测仪、心电监测仪、血压监测仪和掌上超声贴片4种代表性设备进行从摇篮到坟墓的分析。通过构建高分辨率的数据集，研究揭示单台设备的全球变暖潜值（GWP）在1.1~6.1 kg CO2当量之间。尽管单体排放量显著低于传统的智能手机或笔记本电脑，但由于这类设备的使用寿命极短（通常仅为14天至2年），其年化环境足迹在规模化应用后极具挑战性。

在全球消费趋势预测中，研究指出到2050年，此类设备的全球年消费量预计将增长42倍，接近20亿台。届时，由此产生的年度温室气体排放量在温和情景下将达到3.4 MtCO2当量，这已接近当前全球智能手表行业的碳排放水平。此外，随之而来的电子垃圾处理和生态毒性问题也将日益凸显。

值得注意的是，该研究推翻了传统可持续性研究中对塑料污染的过度强调。数据分析表明，采用可回收或生物降解塑料对降低总环境影响的贡献仅为1.8%~5.4%。真正的环境足迹“热点”在于电子电路系统：以血糖监测仪为例，其柔性印刷电路板（FPCB）组件贡献了约95.9%的碳足迹和超过97%的毒性影响。其中，集成电路制造以及黄金（Au）等关键金属的开采与提炼，因其极高的能耗和对水资源的污染风险，成为了主要的生态负担来源。

针对上述痛点，研究提出了系统层面的缓解对策。通过模块化设计，将长寿命的控制电路与短寿命的传感器或电池部件分离，实现控制模块的重复利用，可使每使用周期的碳排放降低54.6%~62.4%。同时，在不损害性能的前提下，使用银、铜或导电高分子替代黄金等关键金属，可将全球变暖潜值降低约30%，并将生态毒性指标降低60%以上。

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