Aus Zahnpasta wird essbare Elektronik

Auf dem Weg zu essbarer Elektronik, die im menschlichen Körper Überwachungsaufgaben erledigen kann, sind Forscher des Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) einen grossen Schritt weitergekommen. Nachdem sie bereits eine essbare Batterie entwickelt hatten, kommen nun Transistoren, die aus einem Material bestehen, das in vielen Zahnpasten verwendet wird: Kupferphthalocyanin.

Das blaue Pigment wirkt bei dieser Verwendung als Bleichmittel. Diese Substanz lagert sich auf den Zähnen ab und wirkt als optischer Filter, um deren Weissegrad zu erhöhen. Im Laufe des Tages wird die auch Pigment blau 15 genannte Substanz durch den Speichel allmählich entfernt, landet im Verdauungstrakt und wird letztlich ausgeschieden, ohne Schaden anzurichten.

"Mit der Menge an Kupferphthalocyanin, die wir täglich zu uns nehmen, könnten wir theoretisch etwa 10.000 essbare Transistoren herstellen", so IIT-Doktorandin Elena Feltri. Mit ihrem Doktorvater Mario Caironi hat sie kleine Mengen dieses Materials als Halbleiter in eine bereits getestete Rezeptur für essbare Schaltkreise integriert. Diese sind auf einem Ethylcellulosesubstrat aufgebaut, das aus natürlicher Zellulose gewonnen wird, also ein Verwandter von Papier ist. Die elektrischen Kontakte druckt das Team mit Tintenstrahltechnologie und einer Lösung aus Goldpartikeln, die üblicherweise in der kulinarischen Dekoration verwendet werden.

Ein "Gate" aus einem elektrolytischen Gel auf Chitosanbasis - ein lebensmitteltaugliches Geliermittel, das aus Krustentieren wie Blaukrabben gewonnen wird - ermöglicht es dem Transistor, bei einer Spannung von weniger als einem Volt zu arbeiten. Das Labor von Caironi widmet sich der Erforschung der elektronischen Eigenschaften von Lebensmitteln und ihren Derivaten. Das Ziel: essbare elektronische Geräte für künftige Anwendungen im Gesundheitswesen und in der Qualitätskontrolle der Lebensmittelindustrie.

Der nächste Schritt der Forschungsgruppe wird darin bestehen, andere essbare Substanzen mit geeigneten chemischen und physikalischen Eigenschaften zu identifizieren, um ein intelligentes, essbares elektronisches Gerät für Anwendungen im Gesundheitswesen zu entwickeln, etwa zur Überwachung von Körperparametern im Magen-Darm-Trakt. Nach einer Weile lösen sich solche Geräte im Körper auf und werden ausgeschieden.