Am vazut la un moment dat un proiect care din miscarile produse de oameni intr-o discoteca recupera energia electrica. Am vazut un ceas Casio electric care se incarca din caldura produsa de purtator. Acum am citit desopre pacemaler care nu mai necesita baterie, ceea ce inseamna ca o data la cativa ani nu mai este nevoie de inca o operatie pentru inlocuirea bateriei.
Semnificativ, cred eu
În 2010, un grup condus de Siegfried Bauer – fizician la Universitatea Johannes Kepler din Linz, Germania – a construit un prototip al unui tranzistor complet fabricat din materiale comestibile. „Polimerii au fost obținuți din porumb, materiale dielectrice din substanțe asemănătoare zahărului, semiconductori din componente ale morcovilor și electrozi din straturi subțiri de aur – care au un număr E în Europa, adică pot fi luați ca aliment”, spune Bauer.
Beta-carotenul, indigo, cofeina, glucoza, materialele colorante și ADN-ul ar putea fi elemente cheie ale viitorilor senzori care, de exemplu, ar putea fi injectați în fructe pentru a detecta dacă sunt coapte sau nu. Acești senzori ar putea fi apoi aruncați de consumator sau mâncați în siguranță. Alte aplicații pentru acești senzori ar putea include injectarea lor în corp în scop medical.
Bauer a produs o serie de dispozitive electronice realizate în mare parte din materiale organice. În loc să urmărească materiale complet comestibile, cercetarea sa este acum orientată către electronice „imperceptibile”: celule solare ultratinice, LED-uri extensibile și alte dispozitive care ar putea fi cuplate cu ușurință pe suprafețele corpului. O caracteristică cheie a acestor dispozitive este că acestea trebuie fabricate în straturi care nu sunt mai groase decât câteva sute de nanometri.
John Rogers, chimist fizic la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign, a adoptat o abordare diferită asupra aceleiași probleme. În loc să folosească materiale organice, el folosește substanțe electronice standard de siliciu: odată ce acestea sunt miniaturizate la dimensiuni nanoscopice, ele devin în siguranță dizolvabile în organism și în mediu.
De exemplu, Rogers a injectat cu succes în rozătoare un circuit care poate fi activat de la distanță pentru a genera căldură și la scurt timp după dizolvarea în organism. Ar putea fi folosit, de exemplu, pentru a ucide agenții patogeni într-o rană. Acum Rogers lucrează la un circuit prototip care este, de asemenea, încărcat cu antibiotice, le eliberează la un semnal de declanșare wireless și apoi dispărește.
Rogers are în vedere și circuite dizolvabile care pot fi injectate în creier pentru a atenua durerea cronică sau în oase pentru a le stimula creșterea. „În toate aceste cazuri, doriți ca circuitul să funcționeze o perioadă limitată de timp și apoi să dispară, pentru a evita o încărcare inutilă a dispozitivelor în corp”, spune Rogers. Un strat de siliciu pierde între 1 și 3 nanometri pe zi în condiții normale. Dacă un dispozitiv este fabricat cu o grosime de doar câteva sute de nanometri, atunci va dispărea în doar câteva săptămâni. „Ceea ce rămâne este acidul silicic, o substanță care apare în mod natural în organism”, subliniază Rogers.
Rogers se referă la aceste dispozitive ca electronice „tranzitorii”. Dacă sunt sigure pentru organism, atunci pot fi răspândite și în mediu. Acesta este motivul pentru care ar putea fi răspândiți în mii pentru a curăța un vărsat chimic, de exemplu, și să se dizolve după ce și-au făcut treaba de remediere. Având în vedere această idee, Rogers a dezvoltat prototipuri de senzori pentru temperatură, scară de pH și substanțe chimice.
„Dar zona din care obținem cea mai mare parte din finanțarea noastră este armata”, spune Rogers. Electronica tranzitorie ar putea contribui la război și la spionaj cu sisteme electronice care dispar în mod natural sau la un semnal de declanșare specific.
Deși cea mai mare parte a acestei cercetări nu a ieșit din laborator, există un domeniu în care poate avea impact pe termen scurt. Etichetele de identificare cu frecvență radio (RFID) – mici circuite pasive atașate bunurilor de consum pentru a le urmări – sunt produse în miliarde de euro pe an și există o îngrijorare din ce în ce mai mare pentru impactul lor asupra mediului. Rogers lucrează la schimbări care le pot face trecătoare folosind antene dizolvabile și dispărând circuite integrate.
„Avantajul folosirii materialelor electronice standard este că industria care lucrează cu acestea este deja înființată”, spune Rogers. Provocarea este de a adapta producția, de a introduce pași (cum ar fi dispozitivele de tranșare la straturile de dimensiuni nano) care să devină trecătoare rezultatul.
O altă limitare importantă este aceea că, în timp ce siliciul se dizolvă cu ușurință, un alt material cheie, cupru, nu. „Tinde să creeze un strat protector de oxid care blochează dizolvarea”, explică Rogers. Deci, trebuie să folosiți metale mai puțin conductoare precum tungstenul, magneziul sau zincul. „Cu toate acestea, penalitatea pe care trebuie să o plătească din punct de vedere al rezistenței în circuite nu este mare: în aplicațiile biomedicale, nu aveți nevoie de o electronică la fel de rapidă ca și electronice de ultimă generație pentru consumatori”, spune Rogers.
Dr. Daniel Ganea este "Doctorul tău", Medic Specialist Medic de familie, medic rezident cardiologie, cu Competență în Ecografie și scrie aici articole pentru pacienți. A început cariera ca medic specialist în 2009 în Urgență, a lucrat și pe Ambulanță, aflând ce-și doresc de la medic pacienții care solicită online consultații medicale cu medic specialist la domiciliu. Astfel a aparut ConsultatiiLaDomiciliu.ro
Dacă ai citit Termeni și condiții, fă o programare online sau telefonic:
Programează consultație
"Cine te poate sfatui mai bine decat medicul, specialist in domeniul lui?"
- De ce dam Metosuccinat (Betaloc) si nu tartrat, nu-i acelasi metoprolol? - 16 martie 2023
- Exista un nou medicament nazal pentru tratamentul tahicardiei supraventriculare? - 15 martie 2023
- Apneea de somn – o abordare… emotionala - 10 martie 2023
