Создана растворимая электроника, пригодная для имплантации

06.10.2012

Американские биоинженеры научились изготавливать "растворимые" электронные имплантаты, которые можно уничтожить прямо внутри организма, не прибегая к хирургическим операциям, и опубликовали инструкции по сборке таких приборов в статье в журнале Science. Инженеры из Университета Тафтса и Университета Иллинойса разработали способ производства растворимой электроники - устройств, которые через некоторое время после имплантации самостоятельно распадаются и выводятся из организма.

Основой растворимых электронных устройств стал натуральный шелк. Ранее авторы исследования научились создавать из него тонкие пластинки, которые можно было использовать в качестве подложки для проводов и микрочипов. Варьируя толщину и плотность шелка, инженеры могли контролировать скорость растворения устройства в организме. Для создания проводов инженеры предложили использовать металлический магний. Из-за высокой реакционноспособности его практически не применяют в электронике. Однако для создания растворимых устройств химическая активность оказалась преимуществом. Из-за нее тонкие пленки металла под действием воды со временем окисляются и превращаются в ионы.

В качестве полупроводников авторы использовали обычный кремний. Инженеры показали, что его достаточно тонкие пластины относительно быстро растворяются в водной среде. Например, при толщине в 100 нм пластинка использованного инженерами кремния растворялась со скоростью 4,5 нм в сутки.

Роджерс и его коллеги уже много лет пытаются найти идеальный рецепт для изготовления "растворимой" электронике, экспериментируя с различными органическими и неорганическими соединениями. Как отмечают ученые, все компоненты такой электроники - изолирующие подложки, проводники и полупроводники - должны беспрепятственно выводиться из организма, не нанося ему вреда. Кроме того, готовый прибор должен быть достаточно гибким и компактным для успешной имплантации под кожу или в другие части тела человека.

Чистый магний и его оксид используются в качестве "строительного материала" для проводящих электродов и диэлектрической подложки для транзисторов. Тончайшие полоски кремния необходимы для работы транзисторов и других полупроводниковых приборов, в том числе датчиков температуры, микроскопических фотосенсоров и фотокамер. Молекулы биополимера, составляющего основу шелка, используются в качестве гибкой и растворимой оболочки прибора.

Биоинженеры полагают, что применение таких приборов не ограничивается медициной и нательной электроникой. В частности, сотовые телефоны и другие портативные электронные устройства на базе растворимых компонентов можно будет утилизировать, закапывая в землю или растворяя в воде.

<< Назад: Coca-Cola, Apple и IBM - лучшие мировые бренды 06.10.2012

>> Вперед: Зарядные устройства помогут электросетям 05.10.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Твердотельные батареи Panasonic 04.10.2025

Твердотельные аккумуляторы считаются следующим шагом в эволюции энергосистем: в отличие от традиционных литиево-ионных, они не содержат жидкого электролита, что существенно снижает риск возгорания и утечки. Именно на это делает ставку Panasonic, намереваясь завершить подготовку первых образцов к марту 2027 года, то есть к концу 2027 финансового года. Как сообщил технический директор подразделения Panasonic Energy Сеичиро Ватанабе, после выпуска опытных моделей клиенты проведут тесты, которые могут занять около двух лет, прежде чем начнется полноценное серийное производство. Хотя основным направлением для компании по-прежнему остаются литиево-ионные аккумуляторы, Panasonic стремится использовать свой опыт в сфере электромобильных технологий, чтобы выйти на новые рынки - прежде всего в области роботов и промышленных систем. На этом направлении японская корпорация намерена соперничать с такими компаниями, как TDK, уже закрепившимися в сегменте твердотельных решений. Интерес к новой ...>>

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Случайная новость из Архива Жидкие нанотранзисторы для суперкомпьютеров 29.03.2013 Преимуществом жидких нанотранзисторов является то, что они сохраняют состояние 'включения' или 'выключения' при отсутствии управляющего тока. В будущем на их основе возможно создание мощных и эффективных вычислительных устройств. Ученые лаборатории IBM Almaden Research Lab в Сан-Хосе, Калифорния, представили новый экспериментальный способ хранения информации - в жидких нанотранзисторах, сообщает Technology Review. Исследователи продемонстрировали материал, состоящий из наноканалов, заполненных электролитом. Если к такому материалу приложить электрический ток, в нем образуется слой ионов, который меняет свойства проводимости материалов. Данный процесс является обратимым. Воздействуя электричеством на данный материал, его можно переводить из состояния проводимости в состояние отсутствия проводимости и обратно, записывая, таким образом, единицу или ноль. Особенностью жидких нанотранзисторов является то, что они не нуждаются в постоянном снабжении электричеством для того, чтобы сохранять текущее состояние, пояснил Стюарт Паркин(Stuart Parkin), почетный сотрудник IBM Research, один из участников проекта, который принимает участие в другом проекте IBM - разработке 'памяти с беговой дорожкой'. 'В отличие от сегодняшних транзисторов, новый материал можно переключать в состояние 'включен' или 'выключен' навсегда, без необходимости поддерживать состояние', - рассказал он, добавив, что со временем данное свойство может привести к созданию новых более эффективных логических устройств и компьютерной памяти. Созданные учеными жидкие нанотранзисторы позволяют строить электронные схемы, которые можно перепрограммировать. Это открывает более широкие возможности по сравнению с современными процессорами, конфигурацию электрических каналов в которых изменить нельзя, сообщил Паркин. Проблема заключается в том, что процесс перехода жидких нанотранзистров из одного состояния в другое медленный - на один-два порядка медленнее по сравнению со скоростью работы современных микросхем. Решить проблему может уменьшение размеров транзисторов и их более плотное расположение друг к другу, считает Паркин. В конечном счете, с их помощью можно будет создавать мощные вычислительные устройства с более низким потреблением энергии, считает ученый. По мнению коллег Паркина, новую технологию еще предстоит достаточно хорошо изучить, чтобы понять, сможет ли она внести свой вклад в развитие микроэлектронной индустрии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025