دانشمندان خمیردندان را به ترانزیستورهای خوراکی برای ردیابی هوشمند سلامت تبدیل می‌کنند
ممکن است شما را شگفت‌زده کند، اما ماده‌ای که در خمیردندان روزمره ما یافت می‌شود، می‌تواند کلید الکترونیک‌های خوراکی باشد.
پژوهشگران مؤسسه فناوری ایتالیا در میلان اکنون یک «ترانزیستور بر پایه خمیردندان» برای مراقبت‌های بهداشتی ساخته‌اند.
تیم می‌گوید که این نانودستگاه می‌تواند بخش مهمی از «قرص‌های هوشمند» آینده باشد. زمانی که این دستگاه کوچک وارد بدن شود می‌تواند سلامتی افراد را ردیابی کرده و سپس به‌طور بی‌خطری تجزیه شود.
«با مقدار مس فتالوسیانین که روزانه می‌خوریم، تئوریکاً می‌توانیم تقریباً ۱۰,۰۰۰ ترانزیستور خوراکی تولید کنیم»، گفت النا فلتری، نویسنده اصلی و دانشجوی دوره دکترا در مؤسسه.
رنگدانه دندان‌های روشن
تیم بر روی ماده‌ای به نام مس فتالوسیانین تمرکز کرد. این رنگدانه آبی به‌طور معمول در بسیاری از خمیردندان‌های تجاری یافت می‌شود و به‌عنوان عامل سفیدی با پوشاندن دندان‌ها با کریستال‌هایش کار میکند.
جالب است که این کریستال‌ها به‌عنوان یک «فیلتر نوری» عمل می‌کنند و نور را به نحوی منعکس می‌کنند که دندان‌ها سفیدتر به نظر برسند.
با گذشت زمان، مس فتالوسیانین به آرامی توسط بزاق از دندان‌ها پاک می‌شود و در نهایت وارد بدن شما می‌شود.
از طریق تحقیق، آنها کشف کردند که فرد به طور متوسط در هر بار مسواک زدن یک میلی‌گرم مس فتالوسیانین مصرف میکند.
جالب است که این رنگدانه دارای ساختار شیمیایی منحصر به فردی است. این اجازه می‌دهد تا هدایت بار درون کریستال‌هایش انجام شود، به این معنی که می‌تواند جریان الکتریکی را به‌طور مؤثری حمل کند.
این ویژگی این ماده را به ماده‌ای ایده‌آل برای نیمه‌هادی‌ها تبدیل میکند که اجزای اساسی دستگاه‌های الکترونیکی هستند. این رنگدانه، به دلیل خوراکی بودن، می‌تواند دستگاه‌های الکترونیکی کوچک داخل بدن ما را نیز تامین کند.
اجزای مختلف
پژوهشگران مقادیر کمی از مس فتالوسیانین را در یک مدار خوراکی یکپارچه کردند و یک ترانزیستور ساختند که با ولتاژ کم کار میکند.
مدارات بر روی یک پایه پایدار از زیرلایه اتیل‌سلولز ساخته شده‌اند. این ماده اغلب در صنایع داروسازی و تولید مواد غذایی استفاده می‌شود.
علاوه بر این، اتصالات الکتریکی روی مدار‌ها با استفاده از تکنولوژی چاپ جت چاپ شدند. در این مورد، جوهر شامل محلولی از ذرات طلا بود. طلا اغلب به‌عنوان رنگدانه در تزئین غذا استفاده می‌شود و همچنین یک هدایت‌کننده عالی برای برق است.
تمام ترانزیستور‌ها شامل یک «گیت» هستند که جریان الکتریسیته را تنظیم میکند.
گیت ترانزیستور خوراکی بر اساس کیتوزان است که یک پلیمر طبیعی مشتق شده از پوسته‌های سخت‌پوستانی مانند خرچنگ‌هاست. کیتوزان یک «عامل ژله‌ای درجه خوراکی» است که آن را برای مصرف ایمن میکند.
زمانی که برای ایجاد یک ژل الکترولیتی استفاده می‌شود، یک ماده هدایت‌کننده تشکیل می‌دهد که می‌تواند جریان الکتریسیته را کنترل کند.
با اعمال ولتاژ کمی (کمتر از ۱ ولت) به گیت، می‌توان جریان الکتریسیته را از طریق ترانزیستور کنترل کرد و به‌طور مؤثری آن را روشن یا خاموش کرد.
بر اساس گزارش خبری، این ترانزیستورهای خوراکی می‌توانند در قرص‌های هوشمند برای مانیتورینگ علائم حیاتی، تشخیص زودهنگام بیماری‌ها، ارائه درمان‌های هدفمند و حتی کنترل کیفیت غذا استفاده شوند.
تیم بعدی برنامه دارد تا مواد خوراکی دیگری را پیدا کند که دارای خواص شیمیایی و فیزیکی مناسب برای ایجاد دستگاه‌های الکترونیکی هوشمند خوراکی باشند. این دستگاه‌ها می‌توانند برای اهداف بهداشتی، مانند نظارت بر عملکرد‌های بدن در سیستم گوارش استفاده شوند.
این یافته‌ها در مجله Advanced Science منتشر شده‌اند.
