Elektronik, die sich auflöst
Die Bio-Geräte könnten zum Beispiel als medizinische Implantate eingesetzt werden, die sich nach einer Behandlung im Körper zersetzen. Das Team konstruierte aber auch elektronische Bauteile wie Transistoren, Temperatur- und Dehnungssensoren und Hauptbestandteile von Digitalkameras aus denselben Materialien.
Wasserlöslich
Die Studie in "Science":
"A Physically Transient Form of Silicon Electronics" von S.-K. Hwang et al.
Drei Materialien nutzten die Forscher um Suk-Won Wang von der Universität Illinois in Urbana-Champaign zur Herstellung der Geräte: Silizium, Magnesium und Seide. Ultradünne Siliziumschichten, sogenannte Nanomembranen, fungierten als Halbleiter. Magnesium bildete die elektrischen Leiter. Das verpackten die Wissenschaftler in Magnesiumoxid und schließlich in Seide.
Die Materialien lösten sich schon in geringsten Wassermengen oder Körperflüssigkeiten vollständig auf, berichten die Forscher. Die Geschwindigkeit können sie beim Bau der Geräte festlegen: Je dünner etwa die Silizium-Nanomembranen, desto schneller erfolgt die Auflösung. Auch über die Kristallstruktur der Seide können die Wissenschaftler die Abbau-Geschwindigkeit steuern.
Weniger Elektroschrott
Die grundsätzliche Eignung der Geräte für die Medizin wies das Team in einem Tierversuch nach. Die Forscher implantierten Ratten einen kleinen Thermoregler. Damit kann durch eine lokale Erhöhung der Temperatur eine bakterielle Wundinfektion verhindert oder bekämpft werden. Die Körpertemperatur an der vorgesehenen Stelle stieg um fünf Grad an. Das Implantat war nach 15 Tagen durch den Kontakt mit der Körperflüssigkeit fast vollständig verschwunden. Das sei der kritische Zeitraum, der nach einer Operation nötig sei, um eine Wunde keimfrei zu halten, schreiben die Forscher.
Video der Auflösung:
Die Bio-Geräte können aber nicht nur in der Medizin eingesetzt werden, sondern auch in der Umwelt zum Beispiel als Sensoren dienen. Nach einem Einsatz wie einem Chemieunfall müssten sie nicht wieder eingesammelt und entsorgt werden.
Die umweltfreundliche Elektronik kann nach Angaben der Forscher auch dazu beitragen, Elektroschrott zu reduzieren. Handys oder andere tragbare Geräte könnten ganz oder teilweise aus den abbaubaren Materialien hergestellt werden. Als Impuls zur Auflösung der Materialien könnten außer Wasser zum Beispiel auch Licht, Druck, Temperatur oder andere Umweltfaktoren dienen.
science.ORF.at/dpa
