Il sensore che si scioglie

Immaginate un dispositivo elettronico capace di dissolversi nell’ambiente dopo un certo periodo di tempo. Le applicazioni non mancherebbero, dagli impianti biomedici per controllare la somministrazione di farmaci  nell’organismo, ai sensori ambientali programmati per degradarsi senza lasciare residui inquinanti. L’idea è diventata realtà grazie al lavoro di Suk-Won Hwang dell’Università dell’Illinois di Urbana–Champaign, in Usa, che assieme alla sua équipe di ricerca ha sviluppato un dispositivo al silicio per il rilascio controllato di un battericida con una caratteristica eccezionale: la degradabilità. Tre settimane dopo esser stato impiantato sotto la pelle di topi, il circuito si è dissolto senza lasciare traccia. 

La durata, a volte, non è tutto. Sia in campo industriale che in quello medico, infatti, sarebbe utile poter disporre di dispositivi elettronici progettati per scomparire dopo giorni, mesi, anni di attività. La soluzione ideale al problema dei rifiuti elettronici, che inquinano l’ ambiente e potrebbero diventare un problema anche per la salute del nostro corpo, considerando il crescente utilizzo delle nanotecnologiein medicina a scopo terapeutico e diagnostico. Ecco perché il lavoro dell’équipe di Hwang, descritto nello studio pubblicato su Science, è un primo passo verso lo sviluppo di un’elettronica più sostenibile. 

I ricercatori hanno fabbricato il loro dispositivo utilizzando fogli di silicio poroso come materiale semiconduttore e magnesio per gli elettrodi, il tutto racchiuso in un involucro di seta. Sono tutti elementi degradabili: il silicio si scioglie a contatto con i fluidi corporei e la seta è solubile nell’ acquanonché soggetta alla digestione da parte degli enzimi cellulari. L’impianto è stato quindi inserito sotto la pelle dei topi allo scopo di controllare la somministrazione di un farmaco battericida verso una ferita. Ma la cosa fondamentale è che il dispositivo è stato progettato in modo da dissolversispontaneamente dopo tre settimane di esposizione ai liquidi biologici. Previsione verificata, visto che allo scadere del tempo erano rimasti solo pochi residui di seta, che ha tempi di degradazione un po’ più lunghi.

I ricercatori sottolineano che il loro dispositivo non ha provocato alcuna reazione infiammatoria da parte dell’organismo e spiegano che le possibilità di fabbricazione sono molteplici. Fermo restando l’utilizzo di silicio, infatti, si può costruire un dispositivo elettronico degradabile usando ferro o zincoper gli elettrodi e controllare i suoi tempi di riassorbimento sfruttando cambiamenti di pressione,temperatura, luce o Ph.

Via: Wired.it
Credits immagine: Fiorenzo Omenetto/Tufts University