Circuito con materiali commestibili: sviluppato in Italia usando la corazza dei granchi

Dopo la batteria è giunta l'ora di realizzare circuiti con materiali commestibili. No, non è una nostra particolare voglia, ma è quanto messo a punto da un team di ricerca dell'Istituto Italiano di Tecnologia, più precisamente il laboratorio Printed and Molecular Electronics, coordinato da Mario Caironi, dell'IIT di Milano in collaborazione con l'Università degli studi Milano-Bicocca e l'Università di Heidelberg.

In un momento in cui in Italia si dibatte del granchio blu, specie aliena che sta causando non pochi problemi nel delta del Po e nella laguna Veneta, ma anche in Sardegna, questa ricerca arriva con un tempismo perfetto.

Il governatore Zaia con un granchio blu

Battute a parte, il team dell'IIT ha sviluppato un prototipo di circuito commestibile basato su oro e chitosano, un materiale ottenuto a partire dalla corazza dei crostacei. Il prototipo, descritto sulla rivista Nanoscale, ha dimostrato per la prima volta la possibilità di realizzare circuiti con materiali commestibili. Le applicazioni future spaziano dalla diagnostica medica al controllo qualità del cibo.

L'elettronica commestibile è un campo in forte crescita perché consentirà di sviluppare dispositivi edibili in grado di entrare nel corpo senza nuocere alla salute. 

Il circuito viene stampato attraverso una tecnica a getto di inchiostro, molto simile a quella utilizzata dalle stampanti casalinghe. Al posto del normale inchiostro viene però utilizzata una soluzione di oro liquido. Questa metodologia permette di produrre circuiti complessi risultando anche più veloce ed economica di altre tecniche molto diffuse, come la fotolitografia. Inoltre, l'oro è un materiale inerte e viene infatti già utilizzato da alcuni pasticceri come decorazione.

L'altro elemento fondamentale è il chitosano, un materiale commestibile ottenuto a partire dalla corazza dei crostacei, come granchi e gamberetti. Un sottile strato formato da questo materiale è in grado di assorbire l'acqua funzionando quindi da elettrolita per il circuito e permettendo di modularne l'attività.

Una volta ingerito, il chitosano assorbirà l'acqua normalmente presente nel corpo consentendo perciò il funzionamento del dispositivo. Inoltre, il contatto diretto tra circuito e acqua fisiologica permetterà di misurare i parametri corporei, come la temperatura o l'acidità, trasformando quindi il circuito in un vero e proprio sensore.

"Questi dispositivi potrebbero essere impiegati nella diagnostica per costruire pillole commestibili e digeribili in grado di eseguire una serie di analisi lungo l'intestino e, all'occorrenza, di rilasciare farmaci", dichiara Alessandro Luzio, ricercatore del gruppo Printed and Molecular Electronics. "Ci sono poi le applicazione nel campo alimentare, per esempio per controllare la qualità del cibo o per rilevare la presenza di contraffazioni".

Può infatti capitare che un cibo abbia superato la data di scadenza, ma sia ancora commestibile. Viceversa, può succedere che un cibo sia già guasto senza averla oltrepassata. Applicando sensori commestibili sul cibo, si potrebbe monitorare il suo reale stato, riducendo gli sprechi alimentari ed evitando di incorrere in malattie.

"Questo circuito è un altro importante passo nell'elettronica commestibile, così come lo è stata la prima batteria ricaricabile e commestibile, sempre sviluppata nel nostro laboratorio", ha dichiato Mario Caironi, coordinatore del gruppo Printed and Molecular Electronics. "Per il futuro stiamo già lavorando alla comunicazione tra dispositivi, fondamentale per costruire sensori in grado di trasmettere in diretta le informazioni raccolte all'interno del corpo verso l'esterno o per comunicare il rilascio di un farmaco".