I løpet av de siste årene har elektronikk utviklet seg forbi silisiumskiven. Forskere har utviklet funksjonelle kretsløp som kan smelte sammen med menneskelig vev og oppløses når de sprayes med vann, og tøybare batterier som snart kan gi strøm til bærbare apparater.
Nå har en gruppe sveitsiske forskere avslørt det siste innen nyskapende elektronikk: en fleksibel, gjennomsiktig krets som er liten og tynn nok til å passe på overflaten av en kontaktlinse.
Forskerne la den nye enheten på et kontaktlinser som et bevis-av-konsept i et papir publisert i dag i Nature Communications - et elektronisk aktivert objektiv, antyder de, kan være nyttig for å overvåke det intraokulære trykket til mennesker med glaukom, for eksempel —Men de ser for seg at kretsløpet en dag blir implantert i alle slags biologiske sammenhenger.
"Jeg tror denne teknologien kan ha viktige effekter på medisin og helseovervåking, " sier hovedforfatter Giovanni Salvatore, forsker ved det sveitsiske føderale teknologiske instituttet . "Det kan brukes til veldig bærbare og minimalt invasive enheter, for ultralette solceller, og viktigst av alt, for veldig konforme og implanterbare enheter som kan tjene til å overvåke biometriske parametere i menneskekroppen."
Kretsens ekstreme fleksibilitet gjør at den kan vikles rundt menneskehår og fremdeles fungerer som den skal. (Bilde via Salvatore et al.) Å lage kretsløpene - som er trykt på et ett mikrometer tykt lag av et stoff som kalles parylene - er en flertrinnsprosess. For å begynne, forsker forskerne parylene på vinylpolymer som gir støtte, og trykk deretter kretsløpet på toppen av parylen. Etterpå blir hele brikken plassert i vann, som løser opp den underliggende polymeren og lar det ultratynne kretsløpet være intakt. Resultatet er noe som er omtrent seksti så tykt som et menneskehår.
Denne prosessen gir de en rekke unike fordeler. Kretsen er ekstremt fleksibel, bøyer og knirker for å passe rundt for eksempel et hår, en planteblad eller en finger mens den fortsatt fungerer som den skal. Fordi den er ekstremt lett, kan den brukes i mange langvarige medisinske applikasjoner.
Etter hjerteoperasjoner, for eksempel, kan legen din en dag foreskrive en implantert enhet som ligner denne som overvåker blodtrykket i aorta. Nesten usynlige miljøsensorer kan distribueres i et økosystem for å spore nivåer av jordens næringsstoffer og miljøgifter, og sende dataene trådløst til forskernes datamaskiner.
Et større trykk av kretsprototypen, vist pakket rundt en finger. (Bilde via Salvatore et al.) Likevel vil det fortsatt være noen år før du ser denne typen krets dukker opp i kommersielle medisinske eller miljømessige apparater, ettersom det er mange hinder før de kan implementeres praktisk. Salvatore bemerker at teamet hans ikke er så langt med å lage like holdbare, fleksible og lette versjoner av de andre komponentene som er avgjørende for at en biomedisinsk enhet (sensorer og langvarige batterier skal starte).
Andre forskerteam - særlig John Rogers 'lab ved University of Illinois - jobber imidlertid med å utvikle ultratynne lysdioder, trådløse antenner og solceller som kan tas i bruk. Etter det, sier de, er det neste trinnet å lage et system som forvandler de forskjellige individuelle enhetene til et sammenhengende nettverk, overfører data trådløst og jobber sammen.
