Abbaubare Elektronik: Auflösung im Körper
Geplanter Verfall Elektrogeräte zersetzen sich im Körper
Hamburg - Handys, Kameras und ähnliche Geräte sollen eigentlich so lange wie möglich halten. Doch ein internationales Forscherteam strebt ein anderes Ziel an: Sie haben Geräte gebaut, die sich nach einer bestimmten Zeit ohne Rückstände zersetzen.
Damit könnten sie zum Beispiel als medizinische Implantate genutzt werden, berichtet das Team im Wissenschaftsmagazin "Science" . Die Forscher um Suk-Won Wang von der Universität Illinois in Urbana-Champaign (USA) konstruierten auch elektronische Bauteile wie Transistoren, Temperatur- und Dehnungssensoren und Hauptbestandteile von Digitalkameras aus denselben Materialien.
Drei Materialien nutzten die Forscher 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 lässt sich die Abbau-Geschwindigkeit steuern.
Implantat an Tieren getestet
Dass derartige Geräte grundsätzlich für einen medizinischen Einsatz geeignet sind, 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.
Die Bio-Geräte könnten aber nicht nur in der Medizin eingesetzt werden, sondern auch als Sensoren dienen. Nach einem Einsatz, etwa wegen eines Chemieunfalls, müssten sie nicht wieder eingesammelt und entsorgt werden.
Die Elektronik kann nach Angaben der Forscher 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.
