Transient Electronics: Ein elektronisches Pflaster, das sich in Essig auflöst

US-Forscher haben weiche, dünne Chips entwickelt, die zum Beispiel als Sensor auf der Haut getragen werden können. Nach Gebrauch kann das elektronische Bauteil einfach und ohne giftige Rückstande entsorgt werden.

Artikel veröffentlicht am 3. Mai 2017, 13:51 Uhr, Werner Pluta

Löslicher Chip: Elektronikschrott eindämmen (Bild: Bao Lab/Stanford University)

Vorsicht beim Anrühren des Salats: Forscher der Stanford-Universität haben einen Chip entwickelt, der sich komplett auflöst, wenn er mit Essig in Kontakt kommt. Der Chip könnte beispielsweise auf der Haut getragen oder in den Körper eingesetzt werden.

Die Schaltkreise des Chips bestehen aus Eisen statt wie üblich aus Gold. Eisen ist nicht umweltschädlich und für den Menschen ungiftig. Weitere Teile des Chips bestehen aus einem halbleitenden Polymer. Als Substrat für die Schaltkreise und das Polymer setzen die Forscher um Zhenan Bao Zellulose ein. Die Fasern haben sie dabei so modifiziert, dass das Material durchsichtig ist.

Die Chips passen sich der Haut an

Die Chips sind sehr dünn und lassen sich auch auf eine unregelmäßige Oberfläche aufbringen. Sie können beispielsweise auf der Haut getragen werden. "Wir stellen uns weiche Pflaster vor, die dünn sind und sich der Haut anpassen", sagt Projektleiterin Bao. Sie könnten einen Tag oder eine Woche lang getragen werden und den Blutdruck, den Zuckerspiegel oder die Schweiß-Inhaltsstoffe erfassen.

Nach Gebrauch wird der Chip abgezogen und in Essig aufgelöst, ohne dass dabei giftige Komponenten zurückbleiben. Transient Electronics werden solche elektronischen Bauteile genannt. Die Forscher der Stanford-Universität stellen ihre Entwicklung in der Fachzeitschrift Proceedings of the American Academy of Sciences vor.

Aufgelöste Chips ergeben keinen Müll

Das Team von Bao arbeitet seit einigen Jahren an einer künstlichen Haut, die dehnbar ist und Verletzungen heilt. Sie sei aber bisher nicht biologisch abbaubar gewesen. Das schränke die Anwendungsmöglichkeiten ein, sagt Bao. Außerdem sei die Elektronik anschließend Müll, und den wollen die Forscher reduzieren helfen.

Für Transient Electronics gibt es verschiedene Anwendungsmöglichkeiten. In der Medizin etwa: Ein Arzt kann einem Patienten einen Sensor implantieren, um Vorgänge in dessen Körper zu überwachen. Der Sensor löst sich schließlich auf und braucht nicht operativ entfernt zu werden. Auch Bao erwägt eine solche Anwendung.

Die Darpa interessiert sich für Transient Electronics

Auch Geheimdienste wollen Chips, die sich auflösen: Die Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa), die Forschungsagentur des US-Verteidigungsministeriums, etwa hat vor einigen Jahren das Programm Vanishing Programmable Resources (Vapr) initiiert. Ziel war die Entwicklung von Spionage-Hardware, die sich selbst zerstört etwa durch ein Funksignal.

Außerdem hat die Darpa die Entwicklung von Einwegdrohnen aus Pappe in Auftrag gegeben. Sie sollen Medikamente, Impfstoffe oder Ausrüstung in entlegene und schwer zugängliche Gebiete bringen und nach Gebrauch verrotten. Auf die Reduzierung von Müll legt auch Bao Wert: Die löslichen Chips könnten als Sensoren in die Umwelt ausgebracht werden. Außerdem könnten die Chips künftig in Computer oder Mobilgeräte verbaut werden, um den Elektronikschrott einzudämmen, sagte Ting Lei, Hauptautor der Studie.