I løbet af de sidste par år har elektronik udviklet sig forbi siliciumskiven. Forskere har udviklet funktionelle kredsløb, der kan smelte sammen med menneskeligt væv og opløses, når de sprøjtes med vand, og strækbare batterier, der snart kunne give strøm til bærbare gadgets.
Nu har en gruppe schweiziske forskere afsløret det nyeste inden for innovativ elektronik: et fleksibelt, gennemsigtigt kredsløb, der er lille og tyndt nok til at passe på overfladen af en kontaktlinse.
Forskerne anbragte deres nye enhed på en kontaktlinse som et bevis-of-concept i et papir, der blev offentliggjort i dag i Nature Communications - et elektronisk aktiveret objektiv, antyder de, kunne være nyttigt til overvågning af det intraokulære tryk hos mennesker med glaukom, f.eks. —Men de ser for sig, at kredsløbene en dag bliver implanteret i alle mulige biologiske sammenhænge.
"Jeg tror, at denne teknologi kan have vigtige konsekvenser i medicin og sundhedsovervågning, " siger hovedforfatter Giovanni Salvatore, en forsker ved det schweiziske føderale teknologiske institut . "Det kunne bruges til meget bærbare og minimalt invasive apparater, til ultralette solceller, og vigtigst af alt til meget konforme og implanterbare enheder, der kan tjene til at overvåge biometriske parametre i den menneskelige krop."
Kredsløbets ekstreme fleksibilitet gør det muligt at indpakkes omkring menneskehår og stadig fungerer korrekt. (Billede via Salvatore et al.) Oprettelse af kredsløbene - der er trykt på et lag på 1 mikrometer af et stof kaldet parylene - er en flertrinsproces. For at begynde med deponerer forskerne parylen på vinylpolymer, der giver støtte, og tryk derefter kredsløbene oven på parylen. Derefter anbringes hele chippen i vand, hvilket opløser den underliggende polymer, hvilket efterlader det ultratynde kredsløb intakt. Resultatet er noget, der handler om halvtreds så tykt som et menneskehår.
Denne proces giver de en række unikke fordele. Kredsløbet er ekstremt fleksibelt, bøjes og krøller for at passe rundt på for eksempel et hår, en planteblad eller en finger, mens den stadig fungerer korrekt. Fordi det er ekstremt let, kan det bruges anvendeligt i en lang række medicinske anvendelser på lang sigt.
Efter hjerteoperation kunne for eksempel din læge en dag ordinere en implanteret enhed, der ligner denne, der overvåger dit blodtryk i din aorta. Næsten usynlige miljøsensorer kunne anvendes i et økosystem for at spore niveauer af jordens næringsstoffer og forurenende stoffer og sende dataene trådløst til forskernes computere.
Et større udskrivning af kredsløbsprototypen, vist pakket rundt om en finger. (Billede via Salvatore et al.) Alligevel vil det stadig være et par år, før du ser denne slags kredsløb dukke op i kommercielle medicinske eller miljømæssige apparater, da der er et antal hindringer, før de kan implementeres praktisk. Salvatore bemærker, at hans team ikke er så langt med at skabe lige så holdbare, fleksible og lette versioner af de andre komponenter, der er afgørende for en biomedicinsk enhed (sensorer og langvarige batterier, til at starte).
Andre forskerteam - især John Rogers 'laboratorium ved University of Illinois - arbejder imidlertid på at udvikle ultratynde LED'er, trådløse antenner og solceller, der kan tages i brug. Efter det siger de, det næste trin er at skabe et system, der omdanner de forskellige individuelle enheder til et sammenhængende netværk, transmitterer data trådløst og arbejder sammen.
