mercoledì, Giugno 19, 2024

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Un team di ricerca dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) ha realizzato il primo circuito elettrico commestibile al mondo, utilizzando materiali derivati dalla corazza dei granchi. Il circuito potrebbe avere numerose applicazioni in campo medico e alimentare, come la diagnosi di malattie, il rilascio di farmaci, il monitoraggio della qualità del cibo e la prevenzione delle contraffazioni. Lo studio è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Nanoscale¹.

## Come funziona il circuito commestibile

Il circuito commestibile è stato sviluppato dal laboratorio Printed and Molecular Electronics, coordinato da Mario Caironi, presso la sede dell’IIT di Milano. Il circuito è basato su due materiali principali: l’oro e il chitosano. L’oro è un metallo inerte e non tossico, che viene usato come conduttore elettrico. Il chitosano è un polimero naturale, ottenuto dalla deacetilazione della chitina, una sostanza presente nella corazza dei crostacei, come granchi e gamberetti. Il chitosano è biodegradabile, biocompatibile e commestibile, e viene usato come isolante elettrico.

Il circuito viene stampato con una tecnica a getto d’inchiostro, simile a quella delle comuni stampanti domestiche. Al posto dell’inchiostro normale, si usa una soluzione di nanoparticelle d’oro liquido, che forma dei tracciati conduttivi sulla superficie del substrato. Il substrato è costituito da uno strato sottile di chitosano, che funge anche da elettrolita per il circuito. L’elettrolita è una sostanza che permette il passaggio della corrente elettrica tra i diversi componenti del circuito.

Quando il circuito entra in contatto con l’acqua, il chitosano si gonfia e assorbe l’umidità, modificando le sue proprietà elettriche. In questo modo, il circuito può adattarsi all’ambiente in cui si trova e rilevare i parametri fisici dell’acqua stessa, come la temperatura o il pH. Queste informazioni possono essere trasformate in segnali elettrici e trasmesse al dispositivo a cui il circuito è collegato.

## Le possibili applicazioni del circuito commestibile

Il circuito commestibile apre nuove frontiere nell’elettronica edibile, un campo di ricerca emergente che mira a sviluppare dispositivi in grado di entrare nel corpo umano o nel cibo senza causare danni alla salute o all’ambiente. Le applicazioni potenziali sono molteplici e riguardano sia la medicina che l’alimentazione.

Nel campo medico, il circuito commestibile potrebbe essere usato per realizzare pillole intelligenti, in grado di eseguire analisi diagnostiche lungo l’apparato digerente o di rilasciare farmaci in modo controllato e mirato. Ad esempio, si potrebbe monitorare la presenza di batteri patogeni nell’intestino o di tumori allo stomaco, oppure somministrare dosi precise di antibiotici o chemioterapici.

Nel campo alimentare, il circuito commestibile potrebbe essere usato per verificare la qualità del cibo o per prevenire le frodi alimentari. Ad esempio, si potrebbe controllare se un alimento ha superato la data di scadenza o se contiene sostanze nocive o allergeniche. Oppure si potrebbe certificare l’origine o la composizione di un prodotto tipico o di qualità.

Queste applicazioni richiedono però lo sviluppo di sistemi di comunicazione tra i dispositivi edibili e l’esterno, in modo da trasmettere i dati raccolti o ricevere comandi a distanza. Questa è una delle sfide future che il team dell’IIT sta affrontando, insieme alla miniaturizzazione dei componenti e alla riduzione dei costi di produzione.

Il circuito commestibile rappresenta quindi un importante passo avanti nell’elettronica edibile, così come lo è stata la prima batteria ricaricabile e commestibile, sempre sviluppata dallo stesso laboratorio dell’IIT². Questi dispositivi potrebbero rivoluzionare il modo di curare le malattie, di nutrirsi e di proteggere il pianeta.

 

 

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