L’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Milano ha recentemente sviluppato un transistor a base di dentifricio, un’invenzione pionieristica nel campo dell’elettronica edibile. Questo dispositivo innovativo, descritto sulla rivista Advanced Science, rappresenta un passo importante verso la realizzazione di pillole intelligenti ingeribili, destinate a monitorare lo stato di salute del paziente e a essere digerite una volta completata la loro funzione.
Diverse formulazioni commerciali di dentifricio contengono cristalli di ftalocianina di rame, un pigmento blu utilizzato come sbiancante. La sostanza si deposita sui denti e agisce come filtro ottico, facendoli apparire più bianchi. Come spiegano i ricercatori, “con la quantità di ftalocianina di rame che ingeriamo quotidianamente potremmo realizzare circa 10mila transistor edibili“, afferma Elena Feltri, prima autrice dell’articolo e studentessa di dottorato al Cnst di IIT a Milano. Questo perché la ftalocianina non solo viene ingerita involontariamente durante il lavaggio dei denti, ma la sua struttura chimica favorisce la conduzione di carica, rendendola un eccellente semiconduttore.
Il transistor è stato realizzato utilizzando una combinazione di materiali già noti per l’elettronica organica. Il substrato, costituito da etilcellulosa, funge da supporto per i contatti elettrici, che vengono stampati con una tecnica a getto di inchiostro usando particelle di oro, un materiale comunemente impiegato in ambito culinario per decorazioni. Il ‘gate’ del transistor, invece, è costituito da un gel elettrolitico a base di chitosano, una sostanza estratta dai crostacei, che permette il controllo del dispositivo con un voltaggio inferiore a 1V.
Questa nuova invenzione nasce nel laboratorio di Printed and Molecular Electronics dell’IIT, guidato da Mario Caironi, lo stesso team che l’anno scorso ha sviluppato una batteria edibile. L’obiettivo principale del laboratorio è studiare le proprietà elettroniche degli alimenti e dei loro derivati per creare dispositivi elettronici commestibili che possano essere utilizzati sia in ambito sanitario sia nel controllo della qualità alimentare.
Mario Caironi ha ricevuto nel 2019 un finanziamento di 2 milioni di euro dall’European Research Council per il progetto Elfo, dedicato all’elettronica alimentare. Inoltre, dal 2021, il gruppo di ricerca fa parte del progetto europeo RoboFood, volto alla creazione di robot commestibili.
Il futuro della ricerca si concentrerà sull’individuazione di altre sostanze edibili con caratteristiche chimico-fisiche adeguate per la realizzazione di dispositivi elettronici intelligenti da impiegare in ambito medico. “Il nostro prossimo obiettivo è sviluppare dispositivi in grado di monitorare i parametri corporei, in particolare del tratto gastrointestinale“, conclude il team di ricerca.
