Дешеві, легкі, гнучкі та разом з тим міцні друковані плати вкрай важливі для електроніки, що носиться. Згідно з нещодавньою статтею, опублікованою на arxiv.org, її майбутнє може ґрунтуватися на гнучких схемах, створених на базі бактеріальних культур, відомих як комбуча, або чайний гриб.
SCOBY (симбіотична культура бактерій та дріжджів) створює щільну гелеподібну масу, яку утримують целюлозні волокна бактерій. Окрім популярного напою, культури чайного гриба обіцяють стати корисним біоматеріалом.
Автори статті з простою назвою Комбуча електроніка вважають, що чайний гриб може стати перспективним кандидатом для виробництва екологічно чистого текстилю для виготовлення екологічно чистих речей, що носяться, на яких можна друкувати електронні схеми.
«Ми побачимо, що висушені та, сподіваюся, живі килимки чайного гриба будуть інтегровані у розумні пристрої, що носяться, які розширюють функціональність одягу та гаджетів. Ми пропонуємо розробити розумні екологічні пристрої, які є конвергенцією мертвої та живої біологічної матерії», — каже Ендрю Адаматки з Університету Західної Англії у Брістолі.
Адаматки раніше був співавтором статті від 2021 року, що демонструє, що живі килимки з чайного гриба здатні підтримувати динамічну електричну активність, а також торішньої статті, що описує розробку бактеріальної реактивної рукавички, яка є живим електронним сенсорним пристроєм.
Команда використовувала комерційні культури чайного гриба для вирощування бактеріальних матів, а потім висушувала одержані вироби нанесеними на пластик або папір при кімнатній температурі на відкритому повітрі. Килимки не рвуться і не руйнуються навіть при зануренні у воду на кілька днів. Один з випробуваних килимків витримав температуру у духовці до 200°C, хоча матеріал і спалахує під час контакту з відкритим полум’ям.
Дослідники змогли надрукувати схеми зі струмопровідного полімеру на висушених килимках чайного гриба за допомогою аерозольного принтера, а також успішно протестували альтернативний метод 3D-друку схеми з токопровідної суміші поліестеру та міді. Вони змогли прикріпити до електричних схем невеликі світлодіоди за допомогою епоксидного клею зі срібним наповненням. Схеми функціонували й після того, як їх неодноразово згинали та розтягували.
За словами Адаматки, на відміну від живих килимків чайного гриба, з якими він працював раніше, висушені килимки SCOBY не проводять електричний струм, обмежуючи його протікання надрукованою схемою. Килимки легші, дешевші та гнучкіші, ніж їхні керамічні або пластикові аналоги. Їхнє потенційне застосування включає, наприклад, створення датчиків пристроїв, що носяться. Дослідники не зупиняються на досягнутому:
«Майбутні дослідження будуть пов’язані з печаткою передових функціональних схем, здатних виявляти та, можливо, розпізнавати механічні, оптичні та хімічні стимули».
Команда Адаматки – не перші дослідники перспективного біоматеріалу. Ще у 2021 році вчені з Массачусетського технологічного інституту та Імперського коледжу Лондона створили з комбучі нові види міцних «живих матеріалів», які виявилися потенційно придатними як біосенсори, які допомагають очищати воду або сигналізувати про пошкодження «розумних» пакувальних матеріалів.
Експерименти, проведені минулого року дослідниками з Технологічного університету Монтани (MTU) та Університету штату Аризона (ASU), показали, що мембрани, вирощені з культур чайного гриба, краще за всіх промислових аналогів запобігали утворенню біоплівок – серйозній проблемі при фільтрації води.
У 2016 році професор одягу, мерчендайзингу та дизайну зі штату Айова Янг-Е. Лі привернула увагу своїм дослідженням, що підтверджує можливість використання висушеної SCOBY як екологічного замінника шкіри для біорозкладного одягу, а також сумок.
Джерело: Ars Technica
Favbet Tech – це ІТ-компанія зі 100% українською ДНК, що створює досконалі сервіси для iGaming і Betting з використанням передових технологій та надає доступ до них. Favbet Tech розробляє інноваційне програмне забезпечення через складну багатокомпонентну платформу, яка здатна витримувати величезні навантаження та створювати унікальний досвід для гравців. IT-компанія входить у групу компаній FAVBET.