ทรานซิสเตอร์ที่ใช้ยาสีฟันที่กินได้

ทรานซิสเตอร์ที่ใช้ยาสีฟันเป็นนวัตกรรมล่าสุดจากทีมวิจัยที่ Istituto Italiano di Tecnologia (IIT-สถาบันเทคโนโลยีแห่งอิตาลี) ในมิลาน ซึ่งได้ก้าวข้ามขีดจำกัดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่กินได้ อุปกรณ์นาโนที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้คาดว่าจะกลายเป็นส่วนประกอบสำคัญของยาเม็ดอัจฉริยะในอนาคต ซึ่งออกแบบมาเพื่อตรวจสอบสภาวะสุขภาพจากภายในร่างกายแล้วละลายได้อย่างปลอดภัยหลังจากเสร็จสิ้นการทำงาน ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร วิทยาศาสตร์ขั้นสูง–

ยาสีฟันหลายสูตรที่มีจำหน่ายทั่วไปมีผลึกของคอปเปอร์ ธาโลไซยานีน ซึ่งเป็นเม็ดสีฟ้าที่ทำหน้าที่เป็นสารฟอกสีฟัน สารนี้สะสมอยู่บนฟันทำหน้าที่เป็นตัวกรองแสงเพื่อเพิ่มความขาวของฟัน

ตลอดทั้งวัน คอปเปอร์พธาโลไซยานีนจะถูกค่อยๆ กำจัดออกทางน้ำลายและกลืนเข้าไป ทีมวิจัยที่ศูนย์นาโนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (CNST) ของ IIT ในเมืองมิลาน (อิตาลี) ได้ตรวจสอบคุณสมบัติของสารนี้โดยร่วมมือกับนักวิจัยด้านทันตกรรมจากมหาวิทยาลัย Novi Sad ในเซอร์เบีย ด้วยการจำลองในห้องปฏิบัติการและการวิเคราะห์ข้อมูลทางคลินิกที่มีอยู่ พวกเขาพบว่าโดยเฉลี่ยแล้ว มนุษย์กลืนคอปเปอร์พทาโลไซยานีนประมาณ 1 มิลลิกรัมในแต่ละครั้งที่พวกเขาแปรงฟันโดยไม่ได้ตั้งใจ

“ด้วยปริมาณทองแดง phthalocyanine ที่เรากินเข้าไปในแต่ละวัน ในทางทฤษฎีแล้ว เราสามารถผลิตทรานซิสเตอร์ที่กินได้ประมาณ 10,000 ตัว” Elena Feltri ผู้เขียนรายงานวิจัยและนักศึกษาปริญญาเอกจาก CNST ของ IIT ในมิลาน กล่าว

จริงๆ แล้ว ลักษณะที่น่าสนใจของเม็ดสีนี้คือโครงสร้างทางเคมี ซึ่งเอื้อต่อการนำประจุภายในผลึกของมัน ทำให้คอปเปอร์พทาโลไซยานีนเป็นตัวเลือกที่ดีเยี่ยมสำหรับใช้เป็นเซมิคอนดักเตอร์ในการใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออร์แกนิก

ทีมวิจัยได้รวมส่วนผสมใหม่นี้จำนวนเล็กน้อยเป็นเซมิคอนดักเตอร์เข้ากับสูตรที่ได้รับการทดสอบแล้วสำหรับการสร้างวงจรที่กินได้ วงจรนี้สร้างขึ้นบนพื้นผิวเอทิลเซลลูโลส โดยมีหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าพิมพ์โดยใช้เทคโนโลยีอิงค์เจ็ทและสารละลายของอนุภาคทองคำ ซึ่งมักใช้ในการตกแต่งอาหาร

“เกต” ที่ทำจากเจลอิเล็กโทรไลต์ที่มีไคโตซาน ซึ่งเป็นสารก่อเจลเกรดอาหารที่ได้มาจากสัตว์จำพวกครัสเตเชียน เช่น ปูสีน้ำเงิน ช่วยให้ทรานซิสเตอร์ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำน้อยกว่า 1 โวลต์

ทรานซิสเตอร์ที่กินได้นี้ได้รับการพัฒนาในห้องปฏิบัติการอิเล็กทรอนิกส์การพิมพ์และโมเลกุลซึ่งนำโดย Mario Caironi และติดตามการประดิษฐ์แบตเตอรี่ที่กินได้โดยกลุ่มเดียวกันเมื่อปีที่แล้ว ห้องปฏิบัติการของ Caironi ทุ่มเทให้กับการสำรวจคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของอาหารและอนุพันธ์ของอาหาร โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่กินได้สำหรับการใช้งานในอนาคตในการดูแลสุขภาพและการควบคุมคุณภาพภายในอุตสาหกรรมอาหาร นอกจากนี้ ตั้งแต่ปี 2021 ทีมของเขามีส่วนร่วมในโครงการ European RoboFood ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาหุ่นยนต์ที่กินได้

ขั้นตอนต่อไปของกลุ่มวิจัยคือการระบุสารที่บริโภคได้อื่นๆ ที่มีคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพที่เหมาะสม เพื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะที่บริโภคได้เพื่อใช้ในการดูแลสุขภาพ เช่น การตรวจสอบพารามิเตอร์ของร่างกายภายในทางเดินอาหาร