30. September 2024
Zahnpastawirkstoff als Schlüssel zur Bioelektronik
Auf dem Weg zu "essbarer" Elektronik, die im menschlichen Körper Überwachungsaufgaben erledigen kann, sind Forscher des Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) in Genua einen großen Schritt weitergekommen.
Nutzung als Bleichmittel
Nachdem sie bereits eine "essbare" Batterie entwickelt hatten, kommen nun Transistoren dazu, die aus einem Material bestehen, das in vielen Zahnpasten verwendet wird: Kupferphthalocyanin.Das blaue Pigment wirkt beim Zähneputzen als Bleichmittel. Die Substanz lagert sich auf den Zähnen als optischer Filter ab, um den Weißgrad zu erhöhen. Im Laufe des Tages wird die Substanz allmählich durch den Speichel abgebaut, landet im Verdauungstrakt und wird ausgeschieden.
"Mit der Menge an Kupferphthalocyanin, die wir täglich zu uns nehmen, könnten wir theoretisch etwa 10.000 essbare Transistoren herstellen", so IIT-Doktorandin Elena Feltri. Mit ihrem Doktorvater Mario Caironi hat sie kleine Mengen dieses Materials als Halbleiter in eine bereits getestete Rezeptur für essbare Schaltkreise integriert. Diese sind auf einem Ethylcellulosesubstrat aufgebaut, das aus natürlicher Zellulose gewonnen wird. Die elektrischen Kontakte druckt das Team mit Tintenstrahltechnologie und einer Lösung aus Goldpartikeln, die üblicherweise in der kulinarischen Dekoration verwendet werden.
Blaukrabben liefern Baustein
Ein "Gate" aus einem elektrolytischen Gel auf Chitosanbasis - ein lebensmitteltaugliches Geliermittel, das aus Krustentieren wie Blaukrabben gewonnen wird - ermöglicht es dem Transistor, bei einer Spannung von weniger als einem Volt zu arbeiten. Das Labor von Caironi widmet sich der Erforschung der elektronischen Eigenschaften von Lebensmitteln und ihren Derivaten. Das Ziel: elektronische Sensoren für künftige Anwendungen im Gesundheitswesen und in der Qualitätskontrolle der Lebensmittelindustrie zu entwickeln.
Der nächste Schritt der Forschungsgruppe wird darin bestehen, weitere Substanzen mit geeigneten chemischen und physikalischen Eigenschaften zu identifizieren, um ein intelligentes elektronisches Gerät für Anwendungen im Gesundheitswesen zu entwickeln, etwa zur Überwachung von Körperparametern im Magen-Darm-Trakt. Nach einer Weile lösen sich solche Geräte im Körper auf und werden ausgeschieden.
