過去数年にわたって、エレクトロニクスはシリコンウェーハを超えて進化してきました。 研究者は、人間の組織と溶けて水を噴霧すると溶解する機能回路と、ウェアラブルガジェットにすぐに電力を供給できる伸縮性電池を開発しました。
スイスの科学者グループは、最新の革新的な電子機器を発表しました。それは、コンタクトレンズの表面に収まるほど小さくて薄い柔軟で透明な回路です。
研究者らは、 Nature Communicationsで本日発表された論文の概念実証として、新しいデバイスをコンタクトレンズに装着しました。たとえば、緑内障患者の眼圧を監視するのに役立つ電子的に有効なレンズです。 —しかし、彼らはいつの日かあらゆる種類の生物学的状況に埋め込まれる回路を想定しています。
「このテクノロジーは、医学と健康のモニタリングに重要な影響を与えると考えています」と、スイス連邦工科大学の研究者である主執筆者のGiovanni Salvatoreは述べています。 「非常にウェアラブルで低侵襲性のデバイス、超軽量太陽電池、そして最も重要なのは、人体の生体パラメータを監視するのに役立つ非常に適合性が高く移植可能なデバイスに使用できることです。」
回路の柔軟性が非常に高いため、人間の髪の毛に巻き付けることができ、適切に機能します。 （サルバトーレらによる画像） パリレンと呼ばれる物質の厚さ1ミクロンの層に印刷される回路の作成は、複数ステップのプロセスです。 まず、科学者はパリレンをサポートを提供するビニルポリマー上に堆積させ、パリレンの上に回路を印刷します。 その後、チップ全体が水の中に入れられ、下にあるポリマーが溶解され、超薄型の回路がそのまま残ります。 その結果、人間の髪の毛の約60分の1の厚さが得られます。
彼らによると、このプロセスには多くのユニークな利点があります。 回路は非常に柔軟で、曲がったり縮んだりして、たとえば髪、植物の葉、または指の周りに収まり、適切に機能します。 非常に軽量であるため、さまざまな長期の医療用途で使用できます。
たとえば、心臓手術後、医師はいつか、大動脈の血圧を監視するこのデバイスに似た埋め込みデバイスを処方することができます。 ほぼ見えない環境センサーを生態系に配備して、土壌の栄養素と汚染物質のレベルを追跡し、データをワイヤレスで科学者のコンピューターに送信することができます。
指の周りに巻かれて示されている回路プロトタイプの大きなプリント。 （サルバトーレらによる画像） それでも、実際に実装するにはいくつかのハードルがあるため、この種の回路が商用の医療機器や環境機器に登場するのを見るまでにはまだ数年かかります。 サルバトーレ氏は、彼のチームは、生物医学機器に不可欠な他のコンポーネント（センサーと長持ちするバッテリー、開始する）の耐久性、柔軟性、および軽量の同等のバージョンを作成することに関してはそれほど進んでいません。
しかし、イリノイ大学のジョン・ロジャースの研究室をはじめとする他の研究チームは、使用可能な超薄型LED、無線アンテナ、太陽電池の開発に取り組んでいます。 その後、彼らは次のステップは、さまざまな個々のデバイスを凝集したネットワークに変換し、ワイヤレスでデータを送信し、協調して動作するシステムを作成することだと言います。
