Elettronica tattoo: la tecnologia come seconda pelle

by Fabio Lovati | 8 Aprile 2022 9:00 pm

Il transistor made in Italy che apre le frontiere alla concezione di un’elettronica tatuabile. La tecnologia è già realtà e competitiva sul mercato

Un “oggetto che porta intelligenza”. Lo definisce così Mario Caironi il transistor impalpabile da quanto è sottile, che si è meritato la pubblicazione sulla rivista Nature qualche mese fa.  Un mondo in continua crescita, quello dell’elettronica tattoo, che sta mettendo a punto nuovi dispositivi in grado di essere applicati sulla pelle, sugli alimenti e sui più svariati oggetti, con importanti impieghi in ambito medico e non solo. 

Il transistor: un dispositivo che ha cambiato l’elettronica e rivoluzionato la nostra vita

Il transistor è una tecnologia con una sua storia, anche piuttosto vecchia se vogliamo. Scoperto nella prima metà del ‘900, riceve il Nobel per la Fisica nel 1956. Una scoperta  piuttosto datata che istintivamente colleghiamo alla radio o altre apparecchiature simili. 

In sostanza si tratta di un interruttore che permette di far scorrere più o meno corrente attraverso degli elettrodi, più semplicemente, da un punto A ad un punto B. Attraverso questo interruttore è così possibile comporre tutta una serie di funzioni logiche, in gergo ”fare calcolo”, esattamente come i nostri computer. 

Questo concetto rende il transistor un elemento che ritroviamo in ogni momento intorno a noi: ce ne sono a migliaia nei nostri telefoni, nei nostri elettrodomestici e in tutte le apparecchiature elettroniche. Oggi, il progresso tecnologico converge alla realizzazione di differenti modelli, a partire dalla scelta dei materiali con cui vengono realizzati.

Dall’elettronica del silicio ad un ‘elettronica tattoo

Ancora oggi, di fatto,  è il silicio ad essere definito “il materiale dell’elettronica”, ma questo non esclude lo sviluppo di nuove branchie della disciplina non necessariamente legate al concetto di micro chip. Una di queste è conosciuta come elettronica a larga area.  

È stato il crescente interesse rivolto verso determinate apparecchiature tecnologiche, come i grandi monitor ultrasottili, a rendere l’elettronica a larga area estremamente importante negli ultimi anni. Il suo punto forte è dovuto alla possibilità di coniugare un costo relativamente basso dei materiali con proprietà innovative come flessibilità meccanica, basse temperature di processo e prestazioni paragonabili, se non migliori, di quelle dei transistor realizzati in silicio amorfo.

Questa ricerca estremizza questa tendenza proponendo una soluzione efficace e versatile, abbattendo i costi di realizzazione.

Elettronica tatuabile, commestibile e conformabile

Nei termini di superficie piana, il dispositivo è addirittura più largo rispetto ai modelli classici, la dimensione ridotta è invece quella verticale, che è stato possibile assottigliare considerevolmente grazie all’utilizzo di materiali a base di carbonio, ottenendo uno spessore circa cento o duecento volte più sottile della pellicola per alimenti. 

Questi composti possono essere utilizzati come veri e propri inchiostri da stampante e quindi deposti e formulati sul dispositivo a basse temperature, riducendo notevolmente i costi. 

La stampa a getto di inchiostro, si adatta a qualsiasi tipo di superficie: dalla pelle, alla cellulosa, alla plastica. Il concetto che ha aperto alla realizzazione di un apparecchio così sottile, è che il supporto non sia solo “un supporto” ma parte integrante del transistor.

Elettronica tattoo: i principali campi di utilizzo

Questo tipo di dispositivo ci permette di concepire utilizzi ancora inesplorati. 

Il transistor può essere tatuato direttamente sull’epidermide: data la sua sottigliezza che lo rende anche estremamente aderente e conformabile alle superfici, per poter così monitorare parametri vitali.

Un’applicazione pratica può essere nella realizzazione di un elettrocardiogramma di ultima concezione, in cui si possono rilevare gli impulsi del cuore ponendo degli elettrodi sulla pelle, con questa tecnologia è possibile non solo monitorare il battito cardiaco, ma farlo per una lunga durata di tempo, fornendo così dati e risultati importanti sulla salute dell’individuo. 




 Un altra destinazione d’uso è in ambito alimentare, in cui il dispositivo viene direttamente “appiccicato” sul cibo. “L’idea non è di far mangiare micro chip a nessuno” ironizzano gli scienziati, ma così facendo, si potrebbero sfruttare proprietà elettroniche già insite negli alimenti, quali additivi o altri composti commestibili, per realizzare “funzionalità logiche” che possano informare riguardo  lo stato e la la qualità degli alimenti stessi, senza la mediazione dell’imballaggio.

Infine, può essere integrato con i farmaci, sia per accertarne il consumo regolare da parte dei pazienti, sia per controllare i parametri fisiologici.

La tecnologia è pronta all’uso, ma non per tutte le applicazioni

Non si tratta di fantascienza. l’elettronica tattoo è già realtà, o meglio, nei casi in cui non è necessario progettare un transistor estremamente sottile è già possibile realizzare circuiti abbastanza complessi.

Grazie ai costi contenuti e alla sua versatilità, la rivoluzione dell’elettronica super sottile è in corso d’opera e sta già guardando al mercato con la creazione della start-up FleepTech fondata dall’Istituto Italiano di Tecnologia, organo che sostiene di fatto la ricerca.

Nel frattempo gli studi proseguono e in laboratorio vengono analizzati i casi più estremi per i quali bisognerà aspettare ancora una decina d’anni. Il sogno degli scienziati è di creare un ‘elettronica che sfoci nel settore biomedico, con la creazioni di sensori che attraverso impulsi biochimici, permettano di rilevare l’insorgenza di malattie o infezioni. 

 

Fabio Lovati

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