Ant jūsų maisto ištatuiruota valgomoji elektronika gali padėti stebėti jūsų sveikatą

Perkeliamos tatuiruotės arba lipdukų perkėlimai yra pažįstama vaikystės ir pramoninio dizaino dalis. Technologija yra paprasta. Pernašas sudaro plona etilceliuliozės polimero plėvelė, priklijuota prie popieriaus lapo vandenyje tirpaus krakmolo arba dekstrino sluoksniu.

Pernešimo įdėjimas į vandenį ištirpsta aukos sluoksnis, todėl etilceliuliozės lakštą galima perkelti ant žmogaus odos ar daugybės kitų objektų. Pagrindinė etilceliuliozės polimerinės plėvelės savybė yra ta, kad ji gali turėti vaizdą arba tekstą, sukurtą naudojant įprastą rašalinį spausdinimą.

Tai sužadino komandos, kuriai vadovauja Giorgio Bonacchini iš Instituto Italiano di Tecnologia (IIT) Genujoje, Italijoje, vaizduotę. Šie vaikinai atspausdino organinius elektroninius komponentus ant perkėlimo popieriaus ir išbandė gautų grandinių savybes. Jie netgi perkėlė grandines ant valgomų objektų, tokių kaip farmacinės tabletės ir vaisių gabaliukai.

Virškinimo trakto viduje veikiantys elektroniniai prietaisai jokiu būdu nėra naujiena. Daugelį metų medicinos specialistai turėjo prieigą prie tablečių, kuriose yra elektroninių prietaisų, tokių kaip fotoaparatai ir baterijos.

Tačiau šie įrenginiai yra pagaminti tik iš silicio komponentų, kurie yra brangūs ir nelankstūs. Priešingai, medžiagų mokslininkai pastaruoju metu padarė didelę pažangą kurdami laidžius polimerus, kurie gali būti spausdinami rašaliniu būdu į galingus elektroninius prietaisus, tokius kaip plastikiniai ekranai.

Bonacchini ir įmonė naudoja tą pačią rašalinio spausdinimo techniką, kad sukurtų elektronines grandines ant perkėlimo popieriaus.

Žinoma, svarbus klausimas yra gautų prietaisų biologinis suderinamumas. Bonacchini ir jo kolegos atkreipia dėmesį į tai, kad etilceliuliozės plėvelė jau seniai buvo naudojama kaip valgomoji danga ant tokių dalykų kaip farmacinės tabletės.

Tačiau grandinės turi kitų komponentų; pavyzdžiui, tranzistoriuose yra metalinių medžiagų. Manoma, kad masinis sidabras yra bioinertiškas ir jo rekomenduojama suvartoti 350 mikrogramų per dieną žmogui, sveriančiam apie 155 svarus. Vienam tranzistoriui reikia tik keturių mikrogramų sidabro, todėl paprastose grandinėse turėtų būti gerokai mažiau nei paros norma.

Tačiau sidabras yra atspausdintas nanodalelių pavidalu, o po to sukepinamas, kad būtų sukurtas ištisinis sluoksnis. Bonacchini ir kompanija mano, kad tai bus biologiškai suderinama, remiantis kitais tyrimais su sidabro nanodalelėmis, tačiau tikriausiai tam reikės patvirtinimo ateityje.

Komanda taip pat naudoja keturis skirtingus puslaidininkius polimerus, įskaitant poli(3-heksiltiofeną) arba P3HT, ir polistireną, kurie, kaip žinoma, yra biologiškai suderinami. Kiti du polimerai, 29-DPP-TVT ir P(NDI2OD-T2), buvo sukurti tik neseniai ir dar nebuvo išbandyti dėl biologinio suderinamumo.

Nors jie naudojami pikogramų kiekiais, jie vis tiek kelia akivaizdžių klausimų dėl biologinio suderinamumo. Bonacchini ir jo kolegos tai puikiai žino ir imasi užduoties įvertinti, kaip polimerai sąveikauja su žmogaus kūnu. Rezultatai iki šiol buvo teigiami, tačiau reikia atlikti daugiau tyrimų.

Komanda naudoja šias medžiagas spausdindama įvairius organinius lauko tranzistorius ir loginius keitiklius ant perkėlimo popieriaus; tada patikrina jų savybes.

Rezultatai kelia tam tikrų iššūkių. Pavyzdžiui, perdavimo procesas veikia grandines orui, šviesai ir vandeniui, o tai, atrodo, sumaišo aktyvųjį P3HT sluoksnį nepageidaujamais būdais.

Tačiau komanda sugebėjo tam tikru mastu sušvelninti šį poveikį, sumaišydama aktyvius polimerus su stabilesniais puslaidininkiais. Tai sumažina perkėlimo proceso poveikį, tačiau galutinio prietaiso stabilumas yra labai jautrus aktyviosios medžiagos stabilumui perkėlimo proceso metu.

Nepaisant to, komanda įsitikinusi, kad šias problemas galima įveikti ir kad darbas yra naujos kartos valgomosios elektronikos principo įrodymas. Šis rezultatas atveria kelią tvirtoms papildomoms grandinėms, teigia mokslininkai. Ši sistema yra paprasta ir universali platforma, skirta integruoti visiškai spausdintą organinę grandinę ant maisto ir farmacijos vaistų.

Ši technologija netgi gali būti virškinama, o tai reiškia, kad laikui bėgant komponentai mažiau kaupsis organizme.

Apskritai tai įdomus darbas. Šios grandinės galėtų stebėti vaisių prinokimą arba kitų greitai gendančių produktų tinkamumą valgyti per visą jų gyvavimo laiką. Jie taip pat galėtų tiekti vaistus tam tikromis aplinkybėmis arba atlikti įvairius virškinimo trakto tyrimus.

Žinoma, dar reikia daug nuveikti, ypač dėl valgomųjų baterijų, kurios galėtų suteikti galią tokioms grandinėms. Siekiant užtikrinti biologinį suderinamumą, taip pat reikia atlikti klinikinius tyrimus.

Tačiau valgomosios elektronikos ateitis atrodo skaniai.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1802.00371 : tatuiruotės perkėlimas į popierių kaip universali platforma, skirta visiems atspausdintiems ekologiškiems valgomiesiems elektroniniams gaminiams

paslėpti