Окончательное разложение: Растворимая электроника
Впечатляющего результата удалось добиться группе стэнфордских ученых во главе с профессором Чженьаня Бао (Zhenan Bao): такие растворимые микросхемы можно будет использовать в качестве временных медицинских имплантатов и для «прицельной доставки» лекарственных средств.
Не так давно мы рапортовали о куда более скромных успехах, которых удалось добиться другой исследовательской группе, создавшей шелковую основу для имплантируемой электроники («К внедрению готовы»). Такое решение выгодно тем, что производительность кремниевой электроники пока что остается намного выше, чем у органических полупроводников. Зато проект Чженьаня Бао привлекателен тем, что их микросхемы полностью разлагаются в организме, не нанося ему никакого вреда. Через 70 дней в слабом солевом растворе от них остаются только металлические контакты толщиной в несколько десятков нанометров.
Так что Чженьаню Бао нет никакого повода ссориться с коллегами, авторами «шелкового» чипа. Их кремниевые устройства больше подходят имплантатам, предназначенным для длительного функционирования или если критически важным параметром является его высокая производительность. В то же время электроника, «исчезающая» после выполнения своей задачи, может сыграть хорошую службу в таких областях как, например, тканевая инженерия и регулируемая доставка лекарственных препаратов. Врачи могут имплантировать подобные устройства во время операции и, при необходимости высвобождения антибиотиков в процессе выздоровления, активировать их извне радиосигналом. Такие устройства можно также использовать для временного мониторинга процесса послеоперационного восстановления пациентов.
На сегодняшний день разработчики продемонстрировали способность своей органической электроники функционировать во влажных условиях и медленно разлагаться в слабощелочном соленом растворе (таком, как плазма крови или межклеточная жидкость). Для обеспечения целостности и функционирования этого устройства оно должно быть покрыто более стойкой к разрушению оболочкой, которая сначала разложится сама — и только после этого предоставит свою «начинку» разрушающему действию организма.
Опытный образец такого биоразлагаемого электронного устройства, созданный и описанный учеными, изготовлен из биоразлагаемой пластмассы, уже получившей одобрение FDA, биоразлагаемого органического материала, золотых и серебряных контактов. На использование этих металлов для имплантации в организм также уже имеется официальное одобрение.
Впрочем, чтобы дело дошло до использования, разработчикам еще придется потрудиться. Пока что требуется снизить рабочее напряжение устройства: пока оно слишком высоко для безопасной работы в организме. Требуется подобрать материалы и для подложки, подходящей гибким органическим полупроводникам, и для защитной оболочки, которая защитит электронику от преждевременного разложения.