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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Завершено строительство основной ступени сверхтяжелой ракеты Space Launch System 08.01.2020 NASA и Boeing закончили работу над основной частью новой сверхтяжелой ракеты Space Launch System (SLS), которая предназначается для доставки людей и грузов в дальний космос. Базовая часть, изготовленная на заводе NASA в Михуде в Новом Орлеане, в настоящее время направляется в Миссисипи, где она будет проходить ключевые испытания. SLS является важной частью программы Artemis, инициативы NASA по возвращению людей на Луну к 2024 году. Когда строительство будет полностью завершено, Space Launch System станет самой мощной ракетой в мире. Ступень погрузили на баржу и отправили в космический центр NASA в Миссисипи. Там она пройдет все основные этапы тестирования Green Run перед первым запуском миссии. Испытание включает заполнение топливом и полную нагрузку четырех главных двигателей, как во время фактического запуска. Ракета будет установлена не на стартовой площадке, а на испытательном стенде. Это тестирование предполагается провести этим летом, после чего ракета может отправиться в космический центр Кеннеди на мысе Канаверал (ориентировочно, в период с июля по октябрь 2020 года). Но до этого момента предстоит многое еще сделать, в частности, установить верхнюю часть ракеты и прикрепить к ней капсулу Orion. Первый полет SLS с кораблем будет без экипажа, NASA проверит эффективность капсулы в космосе. Американское космическое агентство до сих пор не установило точную дату старта миссии, получившей название Artemis 1. Через год после пробного полета NASA планирует запустить еще одну ракету, но уже с экипажем на борту. По словам вице-президента и руководителя проекта SLS в Boeing Джона Шеннона, строительство второй ракеты идет на 40% быстрее. Самыми сложными задачами оказались процесс сварки и создание части ступени, где устанавливаются двигатели. Тем временем NASA по-прежнему необходимо продумать множество других моментов. Это и скафандры, и лунные модули. Текущий год станет показательным для агентства, он покажет, сможет ли NASA подготовить все это, чтобы безопасно доставить астронавтов на поверхность Луны.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026