Elettronica solubile adatta per l'impianto creato

06.10.2012

I bioingegneri americani hanno imparato a realizzare impianti elettronici "solubili" che possono essere distrutti direttamente all'interno del corpo senza ricorrere alla chirurgia e hanno pubblicato le istruzioni per assemblare tali dispositivi in ​​un articolo sulla rivista Science. Gli ingegneri della Tufts University e dell'Università dell'Illinois hanno sviluppato un modo per produrre componenti elettronici solubili, dispositivi che, dopo un po' di tempo dall'impianto, si rompono e vengono espulsi dal corpo da soli.

La seta naturale divenne la base dei dispositivi elettronici solubili. In precedenza, gli autori dello studio hanno imparato come creare lastre sottili da esso, che potrebbero essere utilizzate come substrato per fili e microchip. Variando lo spessore e la densità della seta, gli ingegneri potevano controllare il tasso di dissoluzione del dispositivo nel corpo. Per creare fili, gli ingegneri hanno proposto di utilizzare magnesio metallico. A causa della sua elevata reattività, non è praticamente utilizzato in elettronica. Tuttavia, per la creazione di dispositivi solubili, la reattività si è rivelata un vantaggio. Per questo motivo, i sottili film di metallo sotto l'azione dell'acqua si ossidano nel tempo e si trasformano in ioni.

Gli autori hanno utilizzato il silicio ordinario come semiconduttori. Gli ingegneri hanno dimostrato che le sue placche piuttosto sottili si dissolvono relativamente rapidamente nell'ambiente acquatico. Ad esempio, con uno spessore di 100 nm, un wafer di silicio utilizzato dagli ingegneri si è sciolto a una velocità di 4,5 nm al giorno.

Rogers e i suoi colleghi hanno cercato per anni di trovare la ricetta perfetta per dissolvere l'elettronica sperimentando vari composti organici e inorganici. Come notano gli scienziati, tutti i componenti di tale elettronica - substrati isolanti, conduttori e semiconduttori - dovrebbero essere espulsi liberamente dal corpo senza danneggiarlo. Inoltre, il dispositivo finito deve essere sufficientemente flessibile e compatto da poter essere impiantato con successo sotto la pelle o in altre parti del corpo umano.

Il magnesio puro e il suo ossido sono usati come "materiale da costruzione" per la conduzione di elettrodi e come substrato dielettrico per i transistor. Le strisce di silicio più sottili sono necessarie per il funzionamento di transistor e altri dispositivi a semiconduttore, inclusi sensori di temperatura, fotosensori microscopici e fotocamere. Le molecole del biopolimero, che costituisce la base della seta, sono utilizzate come guscio flessibile e solubile del dispositivo.

I bioingegneri ritengono che l'uso di tali dispositivi non sia limitato alla medicina e all'elettronica indossabile. In particolare, i telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici portatili a base di componenti solubili possono essere smaltiti interrandoli nel terreno o dissolvendoli in acqua.

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