Istituto Italiano di Tecnologia

Forscher entwickeln essbare Elektronik aus Zahnpasta

Schon lange versuchen Forscher:innen, essbare Elektronik herzustellen, die nach dem Schlucken im menschlichen Körper Überwachungsaufgaben erledigen könnte. Ein großer Schritt hierbei ist nun dem Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) gelungen: Nachdem die Wissenschaftler:innen in der Vergangenheit bereits eine essbare Batterie entwickeln konnten, haben sie es nun geschafft, Transistoren herzustellen. Und zwar aus einem Material, das in vielen Zahnpasten verwendet wird: Kupferphthalocyanin.

Aufhellender Effekt

Normalerweise ist die Substanz in Zahnpasten dafür verantwortlich, sich wie eine Art Bleichmittel auf den Zähnen abzulagern. Sie wirkt dann als optischer Filter, der den Weißegrad der Zähne erhöht. Über den Tag hinweg löst sich die Substanz, die auch als Pigment blau 15 bekannt ist, durch den Speichel auf. Nach ihrem Weg über den Verdauungstrakt wird sie letztlich, ohne Schäden zu verursachen, ausgeschieden.

Golddekoration aus der Gastronomie wird verwendet

"Mit der Menge an Kupferphthalocyanin, die wir täglich zu uns nehmen, könnten wir theoretisch etwa 10.000 essbare Transistoren herstellen", so IIT-Doktorandin Elena Feltri. Mit ihrem Doktorvater Mario Caironi konnte sie kleine Mengen des Materials schon als Halbleiter in eine bereits getestete Rezeptur für essbare Schaltkreise integrieren. Diese basiert auf einem Ethylcellulosesubstrat, das aus natürlicher Zellulose gewonnen wird.

Hierauf druckt das Team dann die elektrischen Kontakte mit Tintenstrahltechnologie und einer Lösung aus Goldpartikeln, die üblicherweise in der Gastronomie zur Dekoration von Gerichten verwendet werden. Ein aus elektrolytischem Chitosan-Gel bestehendes "Gate" – ein lebensmittelechtes Geliermittel, das aus Krustentieren wie der Blaukrabbe gewonnen wird – ermöglicht dem Transistor den Betrieb bei Spannungen unter einem Volt. Nach einer Weile löst sich das Gerät im Körper auf und wird ausgeschieden.

Einsatz in Gesundheitswesen und Lebensmittelüberwachung

Das Forschungsteam rund um Caironi untersucht die elektronischen Eigenschaften von Lebensmitteln und deren Derivaten. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung essbarer elektronischer Geräte zur Qualitätskontrolle in der Lebensmittelindustrie sowie für zukünftige Anwendungen im Gesundheitswesen, womit etwa Körperparameter im Magen-Darm-Trakt überwacht werden können.

www.iit.it