L'elettronica del futuro? Transiente e a scadenza

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Il futuro dell'elettronica è... scadenza. Invece di produrre rifiuti, tra qualche anno i dispositivi elettronici potrebbero dissolversi magicamente alla data di scadenza, ossia quando il compito per cui sono stati progettati è stato portato a termine. È la cosiddetta transient electronic, l'elettronica transiente.

Per capire di che si tratta basta immaginare una protesi che non va rimossa dopo il periodo stabilito ma che viene assorbita dal nostro corpo, senza nuocere alla salute essendo biodegradabile e biocompatibile.

Ieri gli scienziati hanno descritto i progressi verso gli usi pratici di un nuovo genere di minuscoli dispositivi elettronici biocompatibili in occasione del 245° National Meeting&Exposition dell'American Chemical Society. Tali sistemi potrebbero essere impiantati nel corpo per alleviare il dolore o le infezioni per un determinato periodo di tempo, per poi dissolversi senza conseguenze.

Tra i precursori John Rogers, dell'Università dell'Illinois da tempo impegnato in questi studi. Secondo lo scienziato questa visione dell'elettronica è molto diversa dalla mentalità presente fin dai tempi dei primi chip elettronici, dei circuiti integrati e dei microprocessori, che nacque quasi 50 anni fa. È giunto il momento di fare un passo avanti. “L'obiettivo del settore dell'elettronica è sempre stato quello di costruire dispositivi resistenti che durano per sempre con prestazioni stabili”, ha spiegato Rogers. “Ma molte nuove opportunità si aprono una volta che si comincia a pensare ad un'elettronica in grado di scomparire in modo controllato e programmabile.” Un vero rovesciamento di prospettiva che offre nuove possibilità.

Tra esse non solo i dispositivi medici ma anche smartphone, tablet ed altri gadget in grado di vivere fino a quando non sarà necessario l'aggiornamento a un nuovo modello. Invece di aggiungere altre tonnellate di rifiuti elettronici ogni anno, i dispositivi semplicemente sparirebbero.

Le protesi mediche, necessarie solo per un paio di settimane, potrebbe essere assorbite senza la necessità di un intervento chirurgico per rimuoverle dal corpo. E nessuno dovrebbe recuperare decine di transitor dalle acque dei fiumi in fase di monitoraggio della qualità dell'acqua. Essi si dissolverebbero senza lasciare traccia e soprattutto senza arrecare danni all'ambiente.

Anche se altri ricercatori hanno sviluppato i dispositivi medici bioriassorbibili che scompaiono nel tempo nel corpo, la squadra di Rogers è stata la prima a produrre tale tecnologia applicata in larga scala, con molti più usi potenziali rispetto agli altri dispositivi.

Gli scienziati hanno progettato transitor con sensori di temperatura, celle solari in miniatura e macchine fotografiche digitali, i cui componenti elettronici sono racchiusi in un materiale che si dissolve completamente dopo un certo periodo di tempo quando viene esposto ai liquidi corporei o all'acqua. E, modificando il numero di strati, gli scienziati possono stabilire quanto un durerà.

I dispositivi funzionano normalmente fino a quando lo strato incapsulante scompare. A quel punto, ci vogliono circa 30 minuti affinché anche le connessioni elettriche si sciolgano del tutto e il dispositivo smette di funzionare. Le versioni attuali possono essere azionate per qualche settimana ma il team di Rogers sta studiando il modo per allungare la durata dei dispositivi per alcuni anni.

Un altro risvolto riguarda i materiali per la produzione e l'alimentazione dei dispositivi senza una sorgente di energia elettrica esterna. Secondo Rogers i recenti transitor elettronici che incorporano ossido di zinco, che è "piezoelettrico", potrebbero produrre energia elettrica se piegati o attorcigliati, ad esempio dal movimento dei muscoli nel corpo, dalla pulsazione dei vasi sanguigni o dal battito cardiaco.

Francesca Mancuso

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