Negli ultimi anni, l'elettronica si è evoluta oltre il wafer di silicio. I ricercatori hanno sviluppato circuiti funzionali in grado di fondersi con i tessuti umani e dissolversi quando spruzzati con acqua e batterie estensibili che potrebbero presto alimentare dispositivi indossabili.
Ora, un gruppo di scienziati svizzeri ha svelato le ultime novità in fatto di elettronica innovativa: un circuito flessibile e trasparente abbastanza piccolo e sottile da adattarsi alla superficie di una lente a contatto.
I ricercatori hanno messo il loro nuovo dispositivo su una lente a contatto come prova del concetto in un documento pubblicato oggi su Nature Communications : una lente abilitata elettronicamente, suggeriscono, potrebbe essere utile nel monitoraggio della pressione intraoculare delle persone con glaucoma, per esempio —Ma immaginano che un giorno i circuiti verranno impiantati in tutti i tipi di contesti biologici.
"Credo che questa tecnologia possa avere impatti importanti nel monitoraggio della medicina e della salute", afferma l'autore principale Giovanni Salvatore, ricercatore presso l'Istituto Federale Svizzero di Tecnologia . "Potrebbe essere utilizzato per dispositivi molto indossabili e minimamente invasivi, per celle solari ultraleggere e, soprattutto, per dispositivi molto conformabili e impiantabili che possono servire a monitorare i parametri biometrici nel corpo umano."
L'estrema flessibilità del circuito consente di avvolgerlo attorno ai peli umani e di funzionare ancora correttamente. (Immagine via Salvatore et. Al.) La creazione dei circuiti - che sono stampati su uno strato spesso un micrometro di una sostanza chiamata parilene - è un processo in più fasi. Per iniziare, gli scienziati depositano il parilene su polimero vinilico che fornisce supporto, quindi stampano i circuiti sulla parte superiore del parilene. Successivamente, l'intero chip viene posto in acqua, che dissolve il polimero sottostante, lasciando intatti i circuiti ultra sottili. Il risultato è qualcosa di circa un sessantesimo di spessore come un capello umano.
Questo processo, dicono, conferisce una serie di vantaggi unici. Il circuito è estremamente flessibile, si piega e si increspa per adattarsi, ad esempio, a un capello, una foglia di pianta o un dito mentre funziona ancora correttamente. Poiché è estremamente leggero, potrebbe essere facilmente utilizzabile in una vasta gamma di applicazioni mediche a lungo termine.
Dopo un intervento al cuore, ad esempio, un giorno il medico potrebbe prescriverti un dispositivo impiantato simile a questo che monitora la pressione sanguigna nell'aorta. I sensori ambientali quasi invisibili potrebbero essere impiegati in un ecosistema per tracciare i livelli di nutrienti e inquinanti del suolo, inviando i dati in modalità wireless ai computer degli scienziati.
Una stampa più grande del prototipo del circuito, raffigurata avvolta attorno a un dito. (Immagine via Salvatore et. Al.) Tuttavia, ci vorranno ancora alcuni anni prima di vedere questo tipo di circuito spuntare in dispositivi medici o ambientali commerciali, poiché ci sono un certo numero di ostacoli prima che possano essere implementati praticamente. Salvatore nota che il suo team non è così lontano nella creazione di versioni altrettanto resistenti, flessibili e leggere degli altri componenti cruciali per un dispositivo biomedico (sensori e batterie di lunga durata, per iniziare).
Altri team di ricerca, tuttavia - in particolare il laboratorio di John Rogers presso l'Università dell'Illinois - stanno lavorando allo sviluppo di LED ultra sottili, antenne wireless e celle solari che possono essere utilizzati. Successivamente, dicono, il passo successivo è la creazione di un sistema che trasforma i vari dispositivi individuali in una rete coesiva, trasmettendo i dati in modalità wireless e lavorando di concerto.
