Розділ: Новини Iндустрії

Jell-O – технологія виготовлення їстівної електроніки

19 Декабря 2014

Один із варіантів майбутнього сфери медичної діагностики може виглядати у формі їстівної електроніки Jell-O, виготовленої за допомогою тривимірного принтера. Ця технологія стала можливою завдяки роботі одного з австралійських учених, котрий вже досить довго працює над створенням різного роду датчиків та електронних пристроїв, що виготовляються з харчових матеріалів, таких як желатин.

«Моя технологія, реалізована в майбутньому, дозволить людям у буквальному сенсі проковтнути медичний діагностичний пристрій,» – розповідає Марк хет Панхуіс (Marc het Panhuis), професор хімії з університету Уоллонгонгу (University of Wollongong), Австралія. «Цей електронний пристрій, виконавши свою функцію, розчиниться, не лишивши сліду, поглинеться організмом і виведеться природним шляхом, не заподіявши пацієнтові абсолютно ніякої шкоди».

Група професора хет Панхуіса розробляє різноманітні матеріали-гідрогелі, основою яких є розповсюджені їстівні речовини. Паралельно з цим ведеться розробка датчиків і електронних компонентів, що виготовляються з тих самих матеріалів, котрі можна зробити за допомогою спеціалізованого тривимірного принтера.

Основною проблемою гідрогелів є те, що вони пластичні й неміцні, але вчені з’ясували, що використання двох різних полімерів, котрі формують не лише поздовжні, але й поперечні молекулярні зв’язки, може зробити гідрогель набагато стійкішим, що у свою чергу дозволяє йому зберігати початкову форму протягом досить тривалого часу. Одним із таких зв’язувальних полімерів є геніпін (genipin), котрий використовується в якості протизапального засобу і отримується з плодів рослини гарденія. Крім цього вчені використовують желатин, згущувач, що дуже широко застосовується в кондитерській промисловості. Для створення більшої кількості міжмолекулярних зв’язків до складу гідрогелів додають солі, в тому числі й звичайну кухонну сіль.

Оскільки у складі гідрогелів перебуває до 97.5 відсотка води, ці матеріали здатні проводити струм. Проте  їхньому об’ємі можна організувати канали с вищою електричною провідністю, додавши до складу солі, багаті на іони натрію. Вихідні компоненти гідрогелю знаходяться в спеціальних баках тривимірного принтера в нагрітому рідкому стані. Проте після того, як принтер друкує тривимірний об’єкт із цього гідрогелю, склад змішується, полімеризується і поміщається до холодильника для подальшого зберігання.

Використовуючи в процесі тривимірного друку матеріали з відомими електронними властивостями, можна створювати в об’ємі гідрогелю різні електронні компоненти і схеми досить високого рівня складності. Однак, найбільшою проблемою є те, що ще потрібно буде придумати, як зчитувати інформацію, зібрану датчиками. Проте вчені сподіваються, що протягом наступних семи років, терміну, на який вже виділене необхідне фінансування, їм вдасться вирішити усі наявні проблеми, в тому числі й те, як зробити гідрогелеві пристрої настільки маленькими, щоб їх можна було ковтати, не піддаючи їх сильній деформації.

А в подальшій перспективі вчені збираються розробити м’які гідрогелеві матеріали та електронні пристрої, котрі можна буде використовувати в робототехніці та в технологіях так званого чотиривимірного друку, тобто коли надрукований 3D-принтером тривимірний об’єкт зможе змінювати форму, виконуючи свою основну функцію.