Fri08232019

Last updateThu, 22 Aug 2019 12am

Back You are here: Home Tech ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ Πράσινη Τεχνολογία Η «πράσινη» τεχνολογία στο δρόμο του.. μεταξιού

Η «πράσινη» τεχνολογία στο δρόμο του.. μεταξιού

Το πρόβλημα της συσσώρευσης σκουπιδιών από παλιά ηλεκτρονικά είδη, κυρίως υπολογιστές και κινητά, είναι ιδιαίτερα σοβαρό, αφού τα ηλεκτρονικά κυκλώματα περιέχουν τοξικά μέταλλα, όπως κάδμιο, χρώμιο, βάριο, μόλυβδο και υδράργυρο, που αποτελούν μεγάλο κίνδυνο για το περιβάλλον και τον άνθρωπο.

Γι' αυτό υπάρχει επιτακτική ανάγκη για νέα βιοαποικοδομήσιμα υλικά που να μπορούν να ανακυκλωθούν ή να διασπαστούν εύκολα, γρήγορα και με χαμηλό κόστος. Το ίδιο ισχύει και για πολλά ιατρικά προσθετικά είδη, τα οποία είναι πολύ προτιμότερο να αποδομούνται σιγά σιγά μέσα στο σώμα του ασθενή, παρά να αφαιρούνται με εγχείρηση.

Πριν από τρεις εβδομάδες, στις ΗΠΑ οι επιστήμονες John Rogers από το University of Illinois και Fiorenzo Omenetto από το Tufts University δημοσίευσαν από κοινού μία εργασία στο επιστημονικό περιοδικό «Science», στην οποία περιγράφουν την κατασκευή υλικών με τέτοιες ιδιότητες, που τους επιτρέπουν να διασπώνται φυσικά και σε σύντομο χρονικό διάστημα. Η ομάδα του John Rogers εξειδικεύεται στην κατασκευή εύπλαστων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων από σιλικόνη, ενώ αυτή του Fiorenzo Omenetto επικεντρώνεται στη δημιουργία βιοαποικοδομήσιμων επιφανειών από μετάξι, πάνω στις οποίες τοποθετούνται ηλεκτρονικά κυκλώματα.

Εφαρμογές
Οι επιφάνειες αυτές χρησιμοποιούνται για ιατρικούς και ερευνητικούς σκοπούς και μπορούν να προσαρμόζονται και να προσκολλώνται σε αντίστοιχες επιφάνειες στο εσωτερικό του σώματος, όπως ο εγκέφαλος. Τέτοιες κατασκευές είναι πολλά υποσχόμενες, επειδή μπορούν να δώσουν ανεκτίμητες πληροφορίες για την κατανόηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας σε διαφορετικές συνθήκες. Το υλικό λαμβάνεται απ' ευθείας από το κουκούλι μεταξοσκώληκα και οι πρωτεΐνες του επεξεργάζονται, ώστε να δώσουν δομές με την απαιτούμενη μορφή.

Μετάξι από άλλες φυσικές πηγές, όπως οι αράχνες, χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή μικροτσίπ και από Γάλλους ερευνητές, το 2012, στο Institut de Physique de Rennes. Σε γενικές γραμμές, όμως, οι μεταξοσκώληκες πιστεύεται ότι θα ήταν πιο αποδοτικοί σε βιομηχανική κλίμακα από τις αράχνες, για το λόγο ότι μπορούν να εκτραφούν σε μεγάλες ποσότητες και να παράξουν άφθονο μετάξι. Αντίθετα, οι αράχνες -εκτός από τρομακτικές- είναι και λιγότερο αποδοτικές, χρειάζονται περισσότερο χώρο για να εκτραφούν και εμφανίζουν κανιβαλικές τάσεις, που θα μείωναν την παραγωγικότητά τους, όσον αφορά τη σύνθεση μεταξιού.

Ο John Rogers, σε αντίθεση με άλλους ερευνητές που εγκατέλειψαν τη χρήση σιλικόνης και στράφηκαν σε οργανικά βιοαποικοδομήσιμα υλικά, επιχείρησε να δημιουργήσει πάρα πολύ λεπτές μεμβράνες σιλικόνης, πάχους μικρότερου των 100 νανόμετρων, οι οποίες διασπώνται στο νερό μέσα σε λίγες μόνο μέρες. Αυτό είναι σημαντικό, επειδή τα οργανικά υλικά δεν είναι τόσο αποδοτικά όσο η σιλικόνη και επίσης δεν είναι συμβατά με τις τωρινές πλατφόρμες μικροεπεξεργαστών.

Επίσης, οι δύο ερευνητές αντικατέστησαν μέταλλα, όπως ο χαλκός και ο άργυρος, με το μαγνήσιο για την κατασκευή των κυκλωμάτων. Το μαγνήσιο έχει πολύ καλή αγωγιμότητα και είναι αρκετά ασταθές σε υγρό περιβάλλον. Οι ιδιότητές του αυτές το κάνουν εξαιρετικά χρήσιμο για την κατασκευή ιατρικών προσθετικών μελών που αποικοδομούνται σταδιακά, με φυσικό τρόπο μέσα στο σώμα.

Οι εφαρμογές βιοαποικοδομήσιμων ιατρικών πρόσθετων μπορεί να αποδειχτούν αναρίθμητες. Πριν από λίγο καιρό, η ομάδα του John Rogers εφάρμοσε την τεχνολογία αυτή σε ποντίκια, με σκοπό την προστασία μετεγχειρητικών ή άλλων τραυμάτων από μικροβιακές λοιμώξεις. Στη μελέτη αυτή, μικροσυσκευές τυλιγμένες σε φακέλους από μετάξι παρήγαγαν θερμότητα κοντά στο τραύμα, εμποδίζοντας την ανάπτυξη μικροοργανισμών που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νοσοκομειακή λοίμωξη, μία από τις σοβαρότερες αιτίες θανάτου έπειτα από μία εγχείρηση.

Επίσης, τέτοιες συσκευές θα φανούν πολύτιμες για διαγνωστικούς σκοπούς, αφού μικροσκοπικοί βιοαισθητήρες θα μπορούν να ανιχνεύουν και να μετρούν επίπεδα διαφόρων ουσιών στο αίμα ή σε άλλα μέρη του σώματος. Μέχρι τώρα, αυτοί οι αισθητήρες είχαν το μειονέκτημα ότι συσσωρεύονταν στο σώμα του ασθενή, προκαλώντας φόβους για πιθανές τοξικές παρενέργειες.

Ανησυχίες
Οι ομάδες των δύο ερευνητών από το Illinois και το Tufts σχεδίασαν το 2012 ένα βρώσιμο βιοαισθητήρα από μετάξι που ανιχνεύει ουσίες αλλοίωσης στα φρούτα. Οι αισθητήρες προσκολλώνται στο φρούτο και, σε περίπτωση που είναι αλλοιωμένο, προειδοποιούν τον καταναλωτή έτσι ώστε να αποφύγει την αγορά και την κατανάλωσή του. Κάτι τέτοιο σίγουρα θα άνοιγε νέους ορίζοντες στο χώρο της ασφάλειας των τροφίμων, όμως είναι σίγουρο ότι θα προκαλούσε αντιδράσεις από οικολογικές και καταναλωτικές οργανώσεις, ακόμα και αν οι κατασκευαστές βεβαίωναν ότι οι αισθητήρες θα είναι ασφαλείς και βιοαποικοδομήσιμοι.

Ανησυχία προκαλεί επίσης και το ενδιαφέρον του υπουργείου Αμυνας των ΗΠΑ γι' αυτές τις τεχνολογίες, το οποίο χρηματοδοτεί τους Rogers και Omenetto, προκειμένου να κατασκευάσουν βιοαποικοδομήσιμα ιατρικά πρόσθετα σε βιομηχανικό επίπεδο. Είναι σημαντικό η εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών να εστιαστεί σε ιατρικούς και οικολογικούς στόχους και όχι στη δημιουργία βιονικών στρατιωτών ή αστυνομικών τύπου «Ρόμποκοπ»...