Forscher am Italienischen Institut für Technologie in Mailand haben aus einer üblichen Zahnpasta-Zutat einen innovativen essbaren Transistor entwickelt. Dieser Durchbruch könnte der Schlüssel zur Entwicklung intelligenter Pillen sein, mit denen der Gesundheitszustand von innen überwacht wird, bevor sie sich sicher im Körper auflösen.
In einem bahnbrechenden Schritt in Richtung Zukunft der Gesundheitstechnologie haben Forscher am Istituto Italiano di Tecnologia (IIT-Italienisches Institut für Technologie) in Mailand den ersten essbaren Transistor entwickelt, der aus einer üblichen Zahnpastazutat hergestellt wird. Dieses bemerkenswerte Nanogerät könnte ein wichtiger Bestandteil der nächsten Generation intelligenter Pillen werden, die in der Lage sind, den Gesundheitszustand des Körpers zu überwachen und sich dann unschädlich aufzulösen.
Die Forschung, veröffentlicht in der Zeitschrift Advanced Science untersucht das ungenutzte Potenzial von Kupferphthalocyanin, einem blauen Pigment, das in vielen Zahnpastaformulierungen enthalten ist. Diese Substanz, die traditionell zur Verbesserung der Zahnweiße verwendet wird, hat vielversprechende Halbleitereigenschaften gezeigt.
„Mit der Menge an Kupferphthalocyanin, die wir täglich zu uns nehmen, könnten wir theoretisch etwa 10,000 essbare Transistoren herstellen“, sagte die Hauptautorin Elena Feltri, Doktorandin am Zentrum für Nanowissenschaft und -technologie (CNST) des IIT in Mailand, in einem Pressemitteilung.
Kupferphthalocyanin wird im Laufe des Tages allmählich ausgeschieden und mit dem Speichel aufgenommen. Feltri und das Team entdeckten in Zusammenarbeit mit einem Zahnmediziner der Universität Novi Sad in Serbien die natürliche Neigung des Materials, innerhalb seiner Kristalle Ladung zu leiten, was es für Anwendungen in der organischen Elektronik geeignet macht.
Das Team nutzte diese Eigenschaften, indem es kleine Mengen des Pigments in ein auf Essbarkeit ausgerichtetes Schaltkreisrezept integrierte. Die Schaltkreise sind auf einem Ethylcellulosesubstrat aufgebaut, mit tintenstrahlgedruckten elektrischen Kontakten aus Goldpartikeln, einem Grundbestandteil kulinarischer Dekoration. Das „Gate“ des Transistors besteht aus einem elektrolytischen Gel aus Chitosan, das aus Krustentieren wie blauen Krabben gewonnen wird, wodurch das Gerät bei einer niedrigen Spannung unter 1 V funktionieren kann.
Dieser Transistor ist die neueste Innovation aus Mario Caironis Labor für gedruckte und molekulare Elektronik am IIT, nachdem zuvor bereits eine essbare Batterie entwickelt wurde. Caironis Labor widmet sich der Erforschung der elektronischen Eigenschaften von Lebensmitteln und deren Derivaten und zielt darauf ab, neue Technologien im Gesundheitswesen und in der Lebensmittelqualitätskontrolle zu entwickeln.
Die Entwicklung des Transistors auf Zahnpastabasis bedeutet einen großen Schritt hin zur Integration von Elektronik in den Lebensmittelbereich und verspricht revolutionäre Anwendungen im Gesundheitswesen. Die nächste Herausforderung für das IIT-Team besteht darin, weitere essbare Substanzen mit den erforderlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften zu finden, um intelligente, auflösbare elektronische Geräte zu bauen, die verschiedene Gesundheitsparameter überwachen können.
Diese innovative Forschung unterstreicht nicht nur die Vielseitigkeit von Alltagsmaterialien, sondern bringt uns auch einer Zukunft näher, in der die Überwachung der Gesundheit von innen heraus nichts weiter erfordert, als eine „intelligente Pille“ einzunehmen.