Транзисторы на десерт: приближается эра съедобных медицинских датчиков

Исследователи из Итальянского технологического института в Милане сделали неожиданное открытие. Они обнаружили, что фталоцианин меди (CuPc) - вещество, широко используемое в зубных пастах для отбеливания зубов, может также применяться для создания экологичных нанотранзисторов .

Руководитель исследования, Елена Фельтр, приводит любопытный факт: количество CuPc, которое человек ежедневно проглатывает при чистке зубов, составляет примерно 0,5 мг. Эта доза не только безопасна для организма, но и теоретически достаточна для производства около 10 000 съедобных транзисторов. Главная перспектива - биомедицинские датчики, которые можно будет спокойно глотать без постоянногоконтроля.

Фталоцианин меди применяется в составе зубных паст уже около 15 лет. Его основная функция - придавать зубам более белый вид, прикрепляясь к эмали. Учёные тщательно проанализировали клинические данные и провели лабораторные тесты, чтобы оценить его безопасность. Среди самых впечатляющих свойств этого вещества - молекулярная планарность, устойчивость к воздействию воздуха и способность переносить заряд. Особенно важно то, что CuPc плохо растворяется в слюне и других жидкостях организма.

Команда даже разработала оригинальный метод создания съедобных транзисторов. В качестве основы для технологии используется этилцеллюлоза, на которую наносится тонкая пленка фталоцианина меди. Затем с помощью струйной печати наносятся электрические контакты из пищевого золота. Для обеспечения работы транзистора при низком напряжении (менее 1 В) применяется хитозан - пищевая добавка, выполняющая роль гелеобразователя.

Первые испытания показали впечатляющие результаты: транзисторы могут стабильно работать на воздухе более года и обеспечивать модуляцию тока в пределах двух порядков величины. Это действительно открывает широкий спектр возможностей для их применения в различных биомедицинских устройствах.

Лаборатория под руководством Марио Кайрони, где проводилось исследование, уже имеет опыт в разработке съедобных технологий. В прошлом году команда создала съедобную батарею. Сейчас ученые продолжают работу в этом направлении, в том числе участвуют в европейском проекте RoboFood.

Следующим этапом в развитии транзисторов на основе CuPc станет оптимизация экологичной подложки для контроля роста кристаллов фталоцианина меди. Кроме того, исследователи планируют искать другие вещества, подходящие для создания электронных устройств, способных работать внутри человеческого организма.