Circuiti

Gli scienziati sviluppano una soluzione di nylon ferroelettrico processabile per lo sviluppo di circuiti elettronici trasparenti.

Mentre l'industria microelettronica si sta spostando verso gadget elettronici indossabili e tessuti elettronici (e-)textiles, i materiali elettronici compresi, come il ferroelettrico, dovrebbero essere integrati con i nostri vestiti. I nylon, una famiglia di polimeri sintetici, furono introdotti per la prima volta negli anni '20 per le calze da donna e sono oggi tra le fibre sintetiche più utilizzate nei tessuti. Sono costituiti da una lunga catena di unità molecolari ripetute, cioè polimeri, in cui ciascuna unità di ripetizione contiene una disposizione specifica di idrogeno, ossigeno e azoto con atomi di carbonio.

Oltre all'uso nei tessuti, è stato scoperto che alcuni nylon presentano anche le cosiddette “proprietà ferroelettriche”. Ciò significa che le cariche elettriche positive e negative possono essere separate e questo stato può essere mantenuto. I materiali ferroelettrici sono utilizzati in sensori, attuatori, memorie e dispositivi per la raccolta di energia. Il vantaggio nell'uso dei polimeri è che possono essere liquefatti utilizzando solventi adeguati e quindi elaborati da una soluzione a basso costo per formare film sottili flessibili adatti a dispositivi elettronici come condensatori, transistor e diodi. Ciò rende i polimeri ferroelettrici una scelta praticabile per l'integrazione con i tessili elettronici. Sebbene i polimeri di nylon abbiano trovato negli anni importanti applicazioni commerciali nei tessuti e nelle fibre, la loro applicazione nei dispositivi elettronici è stata ostacolata perché era impossibile creare pellicole sottili di alta qualità di nylon ferroelettrico mediante l'elaborazione della soluzione.

Le cellule del corpo sono cablate come chip di computer per dirigere segnali che istruiscono il loro funzionamento.

Secondo a una ricerca, finanziata dalla British Heart Foundation e pubblicata su Nature Communications, (1) è emerso che: a differenza di un circuito fisso, le cellule del corpo possono cablare rapidamente le loro reti di comunicazione per cambiare il loro comportamento. La scoperta di questa rete cellulare fornisce una più ampia comprensione delle dinamiche di diffusione delle istruzioni indirizzate a una cellula.

Si pensava che i vari organi e strutture all'interno di una cella fluttuassero nel citoplasma.

I ricercatori dell'Università di Edimburgo hanno trovato informazioni veicolate attraverso una rete di fili guida che trasmettono segnali su distanze minuscole e su scala nanometrica. È il movimento di molecole cariche attraverso queste minuscole distanze che trasmettono informazioni, proprio come in un microprocessore informatico, affermano gli scienziati.

Questi segnali localizzati sono responsabili di orchestrare le attività della cellula, come istruire le cellule muscolari per rilassarsi o contrarsi. Quando questi segnali raggiungono il materiale genetico nel cuore della cellula, chiamato nucleo, istruiscono piccoli cambiamenti nella struttura che rilasciano geni specifici in modo che possano essere espressi. Questi cambiamenti nell'espressione genica alterano ulteriormente il comportamento della cellula. Quando, per esempio, la cellula si sposta da uno stato stazionario a una fase di crescita, il sistema viene completamente riconfigurato per trasmettere segnali che attivano i geni necessari per la crescita.

I ricercatori asseriscono che comprendere il codice che controlla questo sistema di cablaggio potrebbe aiutare a capire lo sviluppo di patologie come l'ipertensione polmonare e il cancro. Questa comprensione potrebbe un giorno permettere di scoprire nuove terapie.

Un computer flessibile all'interno di un flacone di medicinali che invia avvisi wireless quando rileva manomissioni, sovradosaggio o condizioni di conservazione non sicure.

Queste sono solo alcune delle molte potenziali applicazioni per la tutela della salute che offre la nuova tecnologia dei sensori sviluppata da un team della King Abdullah University of Science & Technology (KAUST).

La tecnologia digitale offre opportunità per migliorare gli approcci tradizionali ai problemi che minacciano la salute umana. Ad esempio, le reti di piccoli sensori indossabili dispiegati negli ospedali possono essere utilizzate per monitorare i focolai dell'influenza in tempo reale. Ma gli alti costi, associati alla produzione elettronica, fanno sì che questi sensori non sono disponibili dove sono più necessari, come alle popolazioni a basso reddito che soffrono in modo sproporzionato le epidemie.

Il dottor Muhammed M. Hussain, (1), il dottorando Sherjeel Khan e colleghi stanno lavorando per rendere i sensori più accessibili con l'impiego di materiali più economici. Ad esempio, hanno recentemente dimostrato che è possibile creare sensori di temperatura e umidità dalla carta disegnando circuiti con inchiostro conduttivo.

Il team ha ora sviluppato un sensore elastico: un nastro conduttivo anisotropico con una vasta gamma di applicazioni sensibili al tocco. Assemblato, esso racchiude minuscole particelle d'argento tra due strati di nastro adesivo di rame. Il nuovo materiale non è conduttivo nel suo stato normale, ma quando viene premuto da un dito, il nastro a doppio strato crea una connessione elettrica che invia un segnale a un lettore esterno.

“Dispositivi simili sono stati utilizzati nei display a schermo piatto”, spiega Sherjeel Khan, “ma li abbiamo resi semplici da costruire e facili da usare praticamente da chiunque”.