2012. okt 02.

19. Biológiailag lebomló mikrochip

írta: Erika_
19. Biológiailag lebomló mikrochip

submergedDissolve-e1348852150564.jpgMúlt héten közölte a DARPA legújabb nagyszerű találmányát a Science magazinban, melyet a University of Illinois és a Tufts University kutatóival közösen fejlesztettek ki: egy 20 nm-es, ultravékony – így átlátszó -, szervezetben lebomló mikrochipről van szó, mely feladata elvégzése után a szervezet számára teljesen természetes anyagokká alakul át.

A kis elektronikai eszköz felépítése teljesen hasonló a nagytestvéreiéhez: szilícium lapocskán alakítják ki az áramkört, ezen kívül még főleg magnézium található benne, és az egész kis kütyüt egy selyemzsákba „varrják”. A selyem természetes hernyóselyem, ami természetes protein, így lassan lebomlik a szervezetben, a további alkotóelemek pedig szintén ásványi és nyomelemek, ami amúgy is megtalálható az emberi testben. (A magnézium talán mindenki számára világos. A szilíciumra ugyan kisebb mennyiségben, de szintén szükségünk van. Az egészséges bőrt, körmöket, és hajat ígérő csodaszerek és táplálékkiegészítők is sok szilíciumot tartalmaznak.)

A selyem cérna használata sebészetben teljesen hétköznapi dolog. Komolyabb műtétek belső varratai is ezzel készülnek, ezek is lassan „felszívódnak”, azaz biológiailag lebomlanak. A selyem lebomlása szabályozza a teljes lebomlási időt, mivel lassabban oldódik a chipnél, így a selyem tokkal szabályozható a kis elektronika élettartama.

 

implantable.electronicsx296-370.jpgA szenzációs találmány alkalmazhatóságának még kérdéses, de patkányokon tesztelték friss sebeknél a szövetek lokális melegítésére, úgy hogy az már antibakteriális hatásúnak bizonyult. A kívánt idő után pedig már csak nyomai maradtak a kis készüléknek. Potenciálisan felhasználható a találmány még hatóanyagleadó rendszerként, vagy bioszenzorként.

Persze a megjelent cikk után rögtön felvetődött némely olvasóban a kérdés, hogy ez milyen rossz hatással lehet a páciensre. Sajnos az angolban a szilícium és a szilikon szavakat csak egy szó végi „e” különbözteti meg egymástól, ami kiejtésben teljesen el is veszik, úgyhogy könnyű rossz emlékeket ébreszteni a szilikon implantátumokkal kapcsolatban. A megnyugtató dolog, hogy a szilikon implantátumokból sérülés esetén kifolyó szilikon olaj cseppet sem természetes a szervezetnek, míg a szilícium igen, szóval utóbbi mondhatni, még hasznos is, míg a szilikon olajjal nem tud mit kezdeni a szervezet, ezért komoly gyulladást okoz. A legtöbb probléma azonban az implantátumoknál is az elfertőződés volt, ami pedig két dologtól függ: az alapos bemosakodási, illetve kórházi tisztasági körülményektől, illetve hogy a fertőtlenítendő felület mennyire könnyen sterilizálható. Tekintettel arra, hogy egy finommechanikai és elektronikai laborban komolyabb tisztasági előírásoknak kell megfelelni, mint egy műtőben, ha nem akarnak csupa selejtet gyártani, az elfertőződéstől tartanék a legkevésbé.

A felhasználás korlátja lehet még az energiaforrás problémája. Nem elképzelhetetlen, hogy vezeték nélküli feltöltést valósítsanak meg. A szabályozás is vezetékes kapcsolat nélkül kivitelezhető. A legjobb azonban, bár kicsit futurisztikusabb megoldás, az lenne, ha a test energiáját tudná használni.

A szervezetünk átlagosan 100 W teljesítménnyel működik nyugalmi állapotban. Ha felpörgetjük magunkat egy rövidebb-hosszabb időre – ki meddig bírja -, akár 300-400 W is leadható, sőt kivételes sprinterek akár 2000 W-ot is produkálnak. Ennek a leadott energiának egy része hő formájában gyakorlatilag veszteségként távozik, ez pedig mind alkalmas energia arra, hogy konvencionális elemek kémiai energiája helyett testünk hőenergiáját alakítsuk át a szükséges elektromos energiává. És el is jutottunk a Mátrix-hoz, ami már tényleg valóság. Ugyan van még hova fejlődni, de pionír megoldások már működnek. Például a Stockholmi Központi Pályaudvar-ban megforduló emberek hőenergiáját a szomszédos irodaépület fűtésénél hasznosítják. Ez egy követendő példa lehetne más nagy tömegeket vonzó épületeknek, mint pl. bevásárlóközpontok. A University of Wisconsin készített olyan cipőt, mely járás közben termel elektromos áramot, és olyan pacemaker is működik, mely energiaszükségletének egy részét a vér áramlásából nyeri, így hosszabbítva meg eleme élettartamát.

Az emberfüggő, mekkora teljesítménnyel működünk, például egy kisgyerek 5 W-ot termel, míg Usain Bolt egy kisebb család áramellátását is megoldaná, ha elég cukros löttyöt és élelmet táplálunk belé. A megoldás azonban számítógépfüggő-specifikus diétaként is felfogható.

A hordozható készülékekhez szükséges energiát, ha sikerülne testünk energiájával fedezni, abból először valószínűleg olyan katonák profitálnának, akik hátizsákjuk súlyának nagy részét akkumulátorok teszik ki.

Természetesen a téma sok hozzászólást vonzott, némi olyan kicsengéssel, hogy ne legyünk már gépek robotjai, és hogy ezzel lerövidítjük az élethosszunkat, valamint nem tudjuk, milyen következményei lesznek egy ilyen technikának. Ezek közül utóbbi valóban igaz, viszont a tárgyilagosságtól el nem tántorodva, annyit tennék hozzá ezekhez az írásokhoz, hogy a passzív vagy ökoházak ugyanezen az elven működnek, csak ott a szervezetünk és egyéb tevékenységünk veszteséghőjét telente a saját házunk fűtésére használjuk - és ezzel kapcsolatban még sosem merült fel káros hatás ránk vagy környezetünkre nézve, sőt csak előnyüket láthatjuk. Amíg pedig vannak olyan briliáns elmék, akik ilyen és ehhez hasonló találmányokkal, felfedezésekkel jönnek elő nap mint nap, nincs aggódásra ok. Hogy az emberiség gépek robotjaivá válik? - inkább csak mindenki csinálna biztosan minden nap valami hasznosat, ha mást nem a megivott sörökkel fedezné a Facebookozás energiaszükségletét. Ez már majdnem teljes önellátás.

Források

Technology review

DARPA

ExtremeTech: Dissolving electronics

ExtremeTech: Will your body be the battery of the future

Ha tetszett a bejegyzés, és szeretnél frissen értesülni az újakról, illetve szívesen olvasnád azokat az írásokat is, melyeket csak ajánlunk, de külön bejegyzéssé nem érnek (vagy nincs szükség kiegészítésükre), akkor csatlakozz a blog Facebook oldalához a jobb hasábban megtalálható alkalmazás segítségével! 

 

Szólj hozzá

elektronika mikrochip fókuszpont DARPA