L'électronique comestible tatouée sur votre nourriture pourrait aider à suivre votre santé

Les tatouages ​​​​transférables - ou transferts de décalcomanies - sont une partie familière de l'enfance et du design industriel. La technologie est simple. Les transferts consistent en un mince film de polymère d'éthylcellulose collé sur une feuille de papier par une couche sacrificielle d'amidon ou de dextrine hydrosoluble.

Placer le transfert dans l'eau dissout la couche sacrificielle, permettant à la feuille d'éthylcellulose d'être transférée sur la peau humaine ou de nombreux autres objets. Une propriété clé du film polymère d'éthylcellulose est qu'il peut porter une image ou un texte créé à l'aide d'une impression à jet d'encre conventionnelle.

Cela a stimulé l'imagination d'une équipe dirigée par Giorgio Bonacchini à l'Instituto Italiano di Tecnologia (IIT) de Gênes, en Italie. Ces gars-là ont imprimé des composants électroniques organiques sur du papier de transfert, puis testé les propriétés des circuits résultants. Ils ont même transféré les circuits sur des objets comestibles tels que des pilules pharmaceutiques et des morceaux de fruits.

Les appareils électroniques qui fonctionnent à l'intérieur du tube digestif ne sont en aucun cas nouveaux. Pendant de nombreuses années, les professionnels de la santé ont eu accès à des pilules contenant des appareils électroniques tels que des appareils photo et des piles.

Mais ces appareils sont fabriqués exclusivement à partir de composants à base de silicium, coûteux et peu flexibles. En revanche, les scientifiques des matériaux ont fait beaucoup de progrès récemment dans le développement de polymères conducteurs qui peuvent être imprimés par jet d'encre dans de puissants appareils électroniques tels que des écrans en plastique.

Bonacchini et compagnie utilisent la même technique d'impression à jet d'encre pour créer des circuits électroniques sur du papier transfert.

Bien sûr, une question importante est la biocompatibilité des dispositifs résultants. Bonacchini et ses collègues soulignent que le film d'éthylcellulose est utilisé depuis longtemps comme revêtement comestible sur des choses comme les pilules pharmaceutiques.

Mais les circuits ont d'autres composants ; par exemple, les transistors contiennent des matériaux métalliques. L'argent en vrac est considéré comme bioinerte et a un apport nutritionnel recommandé de 350 microgrammes par jour pour une personne pesant environ 155 livres. Un seul transistor ne nécessite que quatre microgrammes d'argent, de sorte que les circuits simples doivent contenir bien en dessous de la limite quotidienne.

Cependant, l'argent est imprimé sous forme de nanoparticules puis fritté pour créer une couche continue. Bonacchini et sa société supposent que cela sera biocompatible, sur la base d'autres recherches sur les nanoparticules d'argent, mais cela nécessitera probablement une confirmation à un moment donné dans le futur.

L'équipe utilise également quatre polymères semi-conducteurs différents, dont le poly(3-hexylthiophène), ou P3HT, et le polystyrène, qui sont connus pour être biocompatibles. Les deux autres polymères, 29-DPP-TVT et P(NDI2OD-T2), n'ont été développés que récemment et n'ont pas encore été testés pour leur biocompatibilité.

Bien que ceux-ci soient utilisés en quantités de picogrammes, ils soulèvent toujours des questions évidentes concernant la biocompatibilité. Bonacchini et ses collègues en sont bien conscients et se chargent d'évaluer comment les polymères interagissent avec le corps humain. Les résultats ont été positifs jusqu'à présent, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires.

L'équipe utilise ces matériaux pour imprimer une variété de transistors à effet de champ organiques et d'inverseurs logiques sur du papier transfert ; puis il teste leurs propriétés.

Les résultats soulèvent quelques défis. Par exemple, le processus de transfert expose les circuits à l'air, à la lumière et à l'eau, ce qui semble doper la couche P3HT active de manière indésirable.

Mais l'équipe a pu atténuer cet effet dans une certaine mesure en mélangeant les polymères actifs avec des semi-conducteurs plus stables. Cela réduit l'effet du processus de transfert, mais la stabilité du dispositif final est fondamentalement sensible à la stabilité du matériau actif pendant le processus de transfert.

Néanmoins, l'équipe est convaincue que ces problèmes peuvent être surmontés et que le travail est une démonstration de preuve de principe pour une nouvelle génération d'électronique comestible. Ce résultat ouvre la voie à la réalisation de circuits complémentaires robustes, affirment les chercheurs. Ce système constitue une plate-forme simple et polyvalente pour l'intégration de circuits organiques entièrement imprimés sur des produits alimentaires et pharmaceutiques.

La technologie peut même être digestible, ce qui signifie que les composants seraient moins susceptibles de s'accumuler dans le corps au fil du temps.

Dans l'ensemble, c'est un travail passionnant. Ces circuits pourraient surveiller la maturité des fruits ou la comestibilité d'autres produits périssables tout au long de leur vie. Ils pourraient également délivrer des médicaments dans des circonstances spécifiques ou effectuer des tests de toutes sortes à l'intérieur du tube digestif.

Bien sûr, beaucoup de travail reste à faire, notamment sur les piles alimentaires qui pourraient alimenter ce genre de circuits. Des essais cliniques sont également nécessaires pour assurer la biocompatibilité.

Mais l'avenir de l'électronique comestible semble – bien – savoureux.

Réf : arxiv.org/abs/1802.00371 : Le transfert de papier de tatouage comme plate-forme polyvalente pour l'électronique comestible organique entièrement imprimée

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