Lacné, ľahké, flexibilné a robustné dosky plošných spojov sú okrem iných aplikácií nevyhnutné pre nositeľnú elektroniku. V budúcnosti môžu byť tieto elektronické zariadenia vytlačené na flexibilných obvodoch vyrobených z bakteriálnych kultúr používaných na výrobu fermentovaného nápoja z čierneho čaju známeho ako kombucha. Posledný papier Publikované na predtlačovom serveri arXiv.

Ako sme už informovali, priemysel kombucha Vyžaduje si to len spojenie čaju a cukru s kultúrou kombucha známou ako a Scooby (symbiotická kultúra baktérií a kvasiniek), známa aj ako „matka“ – známa aj ako čajovník, čajovník alebo mandžuská huba. Je to skôr taký predkrm z kysnutého cesta. SCOBY je tvrdý gélovitý zväzok celulózových vlákien (biofilm), vďaka ktorému aktívne baktérie v kultúre vytvárajú ideálnu živnú pôdu pre kvasinky a baktérie. Cukor rozpustite vo vriacej odchlórovanej vode, potom niekoľko čajových lístkov podľa vášho výberu namočte do horúcej cukrovej vody a potom ich vylejte.

Keď čaj vychladne, pridajte naberačku a všetko nalejte do sterilizovanej kadičky alebo pohára. Potom kadičku alebo nádobu prikryte papierovou utierkou alebo gázou, aby sa tam nedostal hmyz, nechajte dva až tri týždne odležať a voila! Dajte si vlastnú domácu kombuchu. Nová Scoobyho „dcéra“ bude plávať priamo na vrchu tekutiny (v tejto forme je technicky známa ako peleta).

Okrem popularity tohto nápoja ho kultúry kombuchy zvestujú ako prospešné prebiotikum. Napríklad, v roku 2016Young-A Lee, profesorka odevov, merchandisingu a dizajnu v štáte Iowa, si získala pozornosť vďaka svojmu overenému výskumu používania sušidla SCOBY ako udržateľnej alternatívy kože pre biologicky rozložiteľné odevy, topánky alebo kabelky. V roku 2021 vedci z MIT a Imperial College London vytvorili nové typy húževnatých „živých materiálov“, ktoré by sa jedného dňa mohli použiť ako biosenzory, ktoré by pomohli vyčistiť vodu alebo odhaliť poškodenie „inteligentných“ obalových materiálov. experimenty minulý rok Štúdia výskumníkov z Montana Technological University (MTU) a Arizona State University (ASU) ukázala, že membrány vypestované z kombuchových fariem boli lepšie pri prevencii tvorby biofilmu – čo je veľká výzva pri filtrácii vody – ako existujúce komerčné membrány.

„V súčasnosti sa kombucha ukazuje ako sľubný kandidát na výrobu udržateľných textílií na použitie ako biologicky šetrné nositeľné predmety,“ uviedol vo vyhlásení spoluautor Andrew Adamatsky z University of the West of England v Bristole. Povedz New Scientist. „Uvidíme, že suché – a dúfajme, že živé – kombuchové rohože budú integrované do inteligentných nositeľných zariadení, ktoré rozšíria funkčnosť oblečenia a gadgetov. Navrhujeme vyvinúť inteligentné nositeľné zariadenia šetrné k životnému prostrediu, ktoré sú zmesou živého a mŕtveho biologického materiálu.“

Adamatzky bol predtým spoluautorom a 2021 listov demonštrujúce, že živé kombuchové rohože vykazovali elektrodynamickú aktivitu a stimulačné reakcie, okrem a minuloročný papier opisuje vývoj bakteriálnej interaktívnej rukavice, ktorá slúži ako živý elektronický senzor. Inšpirovaný potenciálom kombuchových rohoží pre nositeľnú elektroniku, on a jeho poslední spoluautori teraz ukázali, že je možné tlačiť elektronické obvody na sušiace rohože SCOBY.

Tím použil komerčne získané baktérie kombucha na pestovanie svojich rohoží a potom ich sušil na vzduchu na plaste alebo papieri pri izbovej teplote. Rohože sa len tak neroztrhnú a nepoškodia, ani keď sú niekoľko dní ponorené vo vode. Jedna testovacia podložka dokonca vydržala teploty v rúre až do 200 °C (392 °F), hoci podložky by pri vystavení otvorenému ohňu spálili. Adamatsky a kol. Dokázali vytlačiť vodivé polymérové ​​obvody na vysušené kombuchové rohože pomocou aerosólovej tryskovej tlačiarne a tiež úspešne otestovali alternatívnu metódu 3D tlače obvodu z vodivej zmesi polyester/meď. Na obvody mohli dokonca pripevniť malé LED diódy pomocou epoxidového lepidla so striebornými zubami, ktoré po opakovanom ohýbaní a naťahovaní stále fungovalo.

Podľa Adamatského a kol. Na rozdiel od živých kombuchových rohoží, s ktorými predtým pracoval, sú vysúšacie rohože SCOBY nevodivé, čo zachytáva elektrický prúd v tlačenom obvode. Rohože sú tiež ľahšie, lacnejšie a flexibilnejšie ako keramické alebo plastové alternatívy. Potenciálne aplikácie zahŕňajú napríklad nositeľné monitory srdcového tepu a ďalšie zariadenia na báze kombuchy. Autori uzatvárajú: „Budúci výskum sa bude zaujímať o tlač pokročilých funkčných obvodov, ktoré sú schopné detegovať – ​​a možno aj rozpoznať – mechanické, optické a chemické podnety.“

DOI: arXiv [preprint]2023. 10.48550 / arXiv.2302.03984 (o DOI).