Superdünne Nanomembrane aus Silizium Wasserlösliche Bioelektronik receycelt sich selbst

Superdünne Elektronik, die sich kontrolliert vollständig im Wasser auflöst, haben Wissenschaftler des Beckman Institute der University of Illinois und der Tufts University entwickelt. Die Nanomembrane bestehen aus Magnesiumoxid und Silizium und werden in einer schützenden Seidenschicht verkapselt.

Die Einsatzgebiete sind vielfältig: von medizinischen Implantaten bis hin zu umweltfreundlichen elektronischen Geräten, die sich selber receyceln. Das Forschungsteam um Professor John A. Rogers hat bereits Transistoren, Dioden, Temperatursensoren, Fotodetektoren, Solarzellen, Antennen und sogar eine einfache Digitalkamera aus Nanomembranen hergestellt.

Nun löst sich Silizium im Wasser ohnehin auf. Nur bedeutet die Größe der Bauteile bei herkömmlicher Elektronik, dass das eine Ewigkeit dauern würde. Also setzen die Wissenschaftler auf superdünne Nanomembrane, die sich innerhalb von Tagen oder Wochen auflösen können. Die Forscher bezeichnen diese Art der Elektronik als transiente Elektronik und sehen ihre sich selbst auflösenden Bauteile als das genaue Gegenteil zur traditionellen Elektronik, die darauf ausgerichtet ist, möglichst lange zu funktionieren. Die Fähigkeit der Bauelemente, sich kontrolliert wieder aufzulösen, beruht auf zwei wissenschaftlichen Entwicklungen: Die Elektronik dazu zu bringen, sich überhaupt aufzulösen und eine Außenhaut zu schaffen, die es ermöglicht den Zeitpunkt zu kontrollieren. Dazu verkapseln die Forscher die wasserlöslichen Geräte in Seide. Die Struktur der Seite bestimmt die Geschwindigkeit, mit der sich die Membran auflöst – das können Minuten, Tage, Wochen oder auch Jahre sein.

Laut John Rogers handelt es sich um ein völlig neues Konzept mit einem großen Potenzial. Viele der Einsatzmöglichkeiten dürften derzeit noch nicht einmal bekannt sein.
Rogers hält zum Beispiel einen Einsatz bei der Behandlung von Wunden nach chirurgischen Eingriffen für möglich. Ein Gerät haben die Wissenschaftler bereits an Ratten getestet. Es erwärmt die Wunde und soll so helfen, Bakterien abzutöten. Eine weitere Einsatzmöglichkeit wäre die langsame Abgabe von Medikamenten im Körper oder die Entwicklung von Sensoren für den Einsatz in Gehirn und Herz. Auch Computer und Handys könnten mit Hilfe dieser Bauteile umweltfreundlicher werden und sich selber receyclen.