Ηλεκτρονικές συσκευές gadgets που αυτοδιαλύονται στον ανθρώπινο οργανισμό

Ερευνητές από το Tufts, Northwestern και το Πανεπιστήμιο του Illinois στο Urbana-Champaign κατασκεύασαν ηλεκτρονικές συσκευές gadgets που αυτοδιαλύονται στον ανθρώπινο οργανισμό. Οι πλακέτες αυτές εισάγουν νέες δυνατότητες για ιατρικά εμφυτεύματα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν  και σαν εργαλεία κατασκόπων.

Η τεχνολογία, η οποία παρουσιάζεται στο περιοδικό Science, ονομάζεται ''απορροφήσιμα ηλεκτρονικά''.

Τα συστήματα αυτά λειτουργούν κανονικά και όταν σταματούν να είναι αναγκαία, αυτοδιαλύονται από το νερό. Η πλέον άμεση εφαρμογή είναι για ιατρικές συσκευές που θα τοποθετούνται  στο ανθρώπινο σώμα για μια καθορισμένη χρονική περίοδο μετά την εμφύτευση από τους χειρουργούς.

Τα νέα ηλεκτρονικά είναι φτιαγμένα από πυρίτιο, όπως ακριβώς τα συμβατικά ηλεκτρονικά. Το τέχνασμα για να διαλύονται στο νερό είναι να κατασκευάζεται το πυρίτιο εξαιρετικά λεπτό. Αυτοδιαλύεται με ρυθμό περίπου 1 νανόμετρο ανά ημέρα στο σώμα. Για ένα τυπικό ολοκληρωμένο κύκλωμα πλακιδίων η διάλυση θα γινόταν σε 1000 χρόνια. Όμως, ένα 20-νανομέτρων τσιπ πυριτίου, μπορεί να εξαφανιστεί μέσα σε μόλις δύο εβδομάδες.

Οι ερευνητές που σχηματίζουν τα καλώδια και τα άλλα μεταλλικά εξαρτήματα που απαιτούνται για τη δημιουργία των ηλεκτρονικών συσκευών χρησιμοποιούν και μαγνήσιο, ένα βιοφιλικό μέταλλο που ήδη χρησιμοποιείται σε ιατρικές συσκευές,  όπως τα stent. Το μαγνήσιο έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι επίσης διαλύεται σε νερό, όταν οι κατασκευές είναι λεπτές. Οι συσκευές βασίζονται σε επαγωγικά πηνία και όχι σε δυνητικά τοξικές, μη απορροφήσιμες μπαταρίες.

Το τσιπ καλύπτεται από οξείδιο του μαγνησίου, σε συνδυασμό με ένα εξωτερικό μανδύα από μετάξι, του οποίου οι ιδιότητες διάλυσης στο ανθρώπινο σώμα είναι καλά κατανοητές, λόγω των εφαρμογών του σε ράμματα μεταξιού.

Συνολικά, το σύστημα γίνεται ένα είδος κάψουλας χρόνο-απελευθέρωσης και το πάχος του καλύμματος καθορίζει το πόσο γρήγορα τα σωματικά υγρά θα αρχίσουν την διάλυση του τσιπ.

Η ομάδα δημιούργησε demo συσκευές εξαρτήματα, όπως τρανζίστορ, αντιστάσεις, διόδους και αισθητήρες.

Μια άμεση χρήση για αυτές τις συσκευές μπορεί να είναι για να σκοτώνουν τα βακτήρια με θέρμανση σε μια συγκεκριμένη περιοχή εντός του σώματος. Άλλα απορροφήσιμα ηλεκτρονικά θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν βηματοδότες, συσκευές παρακολούθησης θερμοκρασίας ή συστήματα παροχής φαρμάκων.

Το όφελος σε έναν ασθενή είναι ότι απαιτείται μόνο μία χειρουργική επέμβαση. Δεν υπάρχει καμία ανάγκη για μια δεύτερη χειρουργική επέμβαση για την αφαίρεση των συστατικών και το γεγονός ότι διαλύονται μειώνει τον κίνδυνο των μακροπρόθεσμων επιπλοκών.

Το έργο χρηματοδοτείται εν μέρει από την DARPA, the Defense Department's mad science arm η οποία προβλέπει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.

Δεν είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τις χρήσεις των μικρών ηλεκτρονικών συσκευών που εξαφανίζονται όταν εκτεθούν σε νερό. Εξαφανίζονται οι αισθητήρες και μπορεί να χρησιμοποιηθούν και στην κατασκοπία.

Μεταξύ των χρήσεων έξω από το ιατρικό τομέα,  τα απορροφήσιμα  ηλεκτρονικά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση μεγάλων διαρροών χημικών ουσιών, όπως των πετρελαιοκηλίδων.

Αυτή η τεχνολογία είναι ιδανική και για ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης. Θα είναι ενδιαφέρον να έχουμε συσκευές που διαρκούν για ένα ή δύο χρόνια και στη συνέχεια απορροφώνται, σε χώρους υγειονομικής ταφής χωρίς να μολύνουν το περιβάλλον ή να δημιουργούν απόβλητα.

Βιβλιογραφία

popularmechanics.com