Rozpustná elektronika v medicíně

Řiditelné kapsle s léky, senzory pro monitoring lidského těla a implantáty – všechny tyto komponenty mohou obsahovat elektroniku, která po uplynutí své funkční doby nesmí zůstat v těle pacienta. Vědcům se podařilo vyrobit elektronické materiály, které se po přesně stanovené době v těle pacienta prostě rozpustí. Stejné vlastnosti lze využít i při průzkumu přírodních lokalit ekologicky neškodnými senzory, které se po skončení své činnosti rozpadnou.

Vědci zjistili, že určitá třída materiálů a struktur vyrobených z hedvábí, hořčíku a křemíku se může pomocí vody kontrolovaně rozložit. Dokonce lze poměrně přesně stanovit časový limit tohoto rozpadu, a to od několika sekund až po několik let. Místo složité likvidace průmyslového odpadu pak nastoupí nanejvýš kompostovací postupy.

Tým vědců z Illinoiské univerzity a z dalších amerických vysokých škol vyrobil např. teplotní senzor pro monitorování infekce uvnitř těl hlodavců nebo 64pixelovou digitální kameru. Obojí bylo vyrobeno z hedvábných kokonů bource morušového, hořčíkových elektrod a velmi tenkých plátků porézního křemíku. Všechny tyto materiály jsou tenké a mohou se snadno rozpustit ve vodě.

Hlavním parametrem, který určuje rychlost rozpouštění, je odolnost hedvábného skeletu. A výzkumníci umějí přesně nastavit časovou odolnost hedvábných proteinů, které ho tvoří. Příprava hedvábného skeletu spočívá v rozpuštění přírodního surového hedvábí a jeho následné kontrolované krystalizaci.

Vědcům z různých dalších institucí se tímto způsobem podařilo vyrobit tranzistory, diody a detektory, nebo dokonce bezdrátové výkonové cívky, sluneční články a antény. Je představitelné, že taková samovolně se likvidující elektronika nakonec najde uplatnění i v běžném využití v domácnosti. Zbaví nás problému se složitou likvidací elektronického odpadu. Výzkum byl financován mj. americkou vládní agenturou DARPA.

Zdroje: PhysOrg, Popular Science