Aus Zahnpasta wird jetzt essbare Elektronik

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Ein Transistor auf Zahnpastabasis ist die neueste Innovation des Forschungsteams am Istituto Italiano di Tecnologia (IIT-Italienisches Institut für Technologie) in Mailand, die die Grenzen der essbaren Elektronik erweitert. Es wird erwartet, dass dieses innovative Nanogerät zu einer Schlüsselkomponente zukünftiger intelligenter Pillen wird, die den Gesundheitszustand im Körper überwachen und sich nach Beendigung ihrer Funktion sicher auflösen. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Advanced Science veröffentlicht.

Nutzung als Bleichmittel

Mehrere kommerzielle Zahnpastaformulierungen enthalten Kristalle von Kupferphthalocyanin, einem blauen Pigment, das als Aufhellungsmittel wirkt. Diese Substanz lagert sich auf den Zähnen ab und fungiert als optischer Filter, um deren Weißgrad zu verbessern. Im Laufe des Tages wird Kupferphthalocyanin nach und nach durch den Speichel entfernt, landet im Verdauungstrakt und wird letztlich ausgeschieden, ohne Schaden anzurichten.

Das Forschungsteam am Center for Nano Science and Technology (CNST) des IIT in Mailand (Italien) untersuchte die Eigenschaften dieser Substanz in Zusammenarbeit mit einem Zahnforscher der Universität Novi Sad in Serbien. Durch Laborsimulationen und die Analyse vorhandener klinischer Daten stellten sie fest, dass wir im Durchschnitt bei jedem Zähneputzen versehentlich etwa 1 Milligramm Kupferphthalocyanin zu uns nehmen.

„Mit der Menge an Kupferphthalocyanin, die wir täglich zu uns nehmen, könnten wir theoretisch etwa 10.000 essbare Transistoren herstellen“, so IIT-Doktorandin Elena Feltri. Mit ihrem Doktorvater Mario Caironi hat sie kleine Mengen dieses Materials als Halbleiter in eine bereits getestete Rezeptur für essbare Schaltkreise integriert. Diese sind auf einem Ethylcellulosesubstrat aufgebaut, das aus natürlicher Zellulose gewonnen wird, also ein Verwandter von Papier ist. Die elektrischen Kontakte druckt das Team mit Tintenstrahltechnologie und einer Lösung aus Goldpartikeln, die üblicherweise in der kulinarischen Dekoration verwendet werden.

Blaukrabben liefern Baustein

Ein „Gate“ aus einem elektrolytischen Gel auf Chitosanbasis – ein lebensmitteltaugliches Geliermittel, das aus Krustentieren wie Blaukrabben gewonnen wird – ermöglicht es dem Transistor, bei einer Spannung von weniger als einem Volt zu arbeiten. Das Labor von Caironi widmet sich der Erforschung der elektronischen Eigenschaften von Lebensmitteln und ihren Derivaten. Das Ziel: essbare elektronische Geräte für künftige Anwendungen im Gesundheitswesen und in der Qualitätskontrolle der Lebensmittelindustrie.

Der nächste Schritt der Forschungsgruppe wird darin bestehen, andere essbare Substanzen mit geeigneten chemischen und physikalischen Eigenschaften zu identifizieren, um ein intelligentes, essbares elektronisches Gerät für Anwendungen im Gesundheitswesen zu entwickeln, etwa zur Überwachung von Körperparametern im Magen-Darm-Trakt. Nach einer Weile lösen sich solche Geräte im Körper auf und werden.

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Quelle:
pressetext Nachrichtenagentur GmbH