02.03.2023

Чайный гриб как перспективный тренд для носимой электроники

В недалёком будущем лёгкие, гибкие и прочные печатные платы для компактной носимой электроники, вероятно, можно будет печатать на высушенных остатках культур, широко известных во всём мире как «комбуча», а на постсоветском пространстве как «чайный гриб». Учёные опробовали методику, позволяющую использовать этот симбиоз дрожжевого гриба и бактерий для создания электронных компонентов.

Для выращивания чайного или маньчжурского гриба достаточно всего лишь банки чая, немного сахара и культуры SCOBY, представляющей собой симбиоз бактерий и дрожжей. Исследователи давно считали «чайный гриб» многообещающим биоматериалом. Ранее высушенный «гриб» пробовали использовать в качестве заменителя кожи, создавали новые виды устойчивых «живых материалов», которые, возможно, однажды можно будет использоваться в качестве биосенсоров. Новое исследование показало, что «чайный гриб» можно использовать и в электронике.

По словам профессора Университета Западной Англии в Бристоле Эндрю Адамацки (Andrew Adamatzky), одного из авторов нового исследования, высушенный «чайный гриб» можно интегрировать в умные носимые устройства, что позволит расширить функциональность одежды и гаджетов. Предусмотрено объединение живой и неживой биологической материи. Ещё в 2021 году Адамацки выступил соавтором ряда исследований, посвящённых свойствам «гриба». Теперь он и его коллеги продемонстрировали возможность создания печатных плат на высушенных пластинах из этого материала.

Команда использовала SCOBY для выращивания тонких биоплёнок, состоящих из волокон целлюлозы, после чего высушивала их на пластиковых или бумажных пластинах при комнатной температуре. В результате получался устойчивый материал, сохранявший прочность при помещении в воду на несколько дней, а один из тестовых образцов пережил даже помещение в духовой шкаф при 200° C, хотя от открытого огня материал загорается.

Адамацки и его коллеги смогли печатать на высушенной плёнке из «чайного гриба» с помощью струйного принтера дорожки из токопроводящих полимеров, заодно опробовав альтернативный метод 3D-печати комбинацией полиэстера и меди. К биопечатным платам удалось даже прикрепить небольшие LED-элементы, продолжавшие работать даже после того, как основу неоднократно сгибали и растягивали.

По словам учёных, в отличие от живого «гриба», с которым приходилось работать прежде, сухой материал сам не проводит электричество и вполне может использоваться в качестве основы для печатных плат. При этом он намного более гибкий, лёгкий и дешёвый, чем керамические и пластиковые альтернативы. Перспективный биоматериал может использоваться для создания носимых датчиков сердечного ритма, биосенсоров и во многих других сферах. В дальнейшем рассматривается печать рабочих систем, способных распознавать механические, оптические и, может быть, даже химические воздействия.

Источник:  arstechnica.com , 3DNews

Руслан Авдеев