一种基于可食用牙膏的晶体管

基于牙膏的晶体管是米兰意大利理工学院研究团队的最新创新，该团队突破了可食用电子产品的界限。这种创新的纳米设备有望成为未来智能药丸的关键组成部分，旨在从体内监测健康状况，然后在完成功能后安全溶解。研究结果发表在《高级科学》杂志上

几种商业牙膏配方含有酞菁铜晶体，酞菁铜是一种蓝色颜料，可以起到增白剂的作用。这种物质沉积在牙齿上，起着滤光器的作用，可以提高牙齿的白度

一整天，酞菁铜都会被唾液逐渐清除并摄入。位于意大利米兰的IIT纳米科学与技术中心（CNST）的研究小组与塞尔维亚诺维萨德大学的一名牙科研究员合作，研究了这种物质的性质。通过实验室模拟和对现有临床数据的分析，他们确定，平均而言，人类每次刷牙时都会无意中摄入约1毫克的酞菁铜

该论文的第一作者、米兰IIT CNST的博士生Elena Feltri说：“根据我们每天摄入的酞菁铜量，理论上我们可以制造大约10000个可食用晶体管。”

实际上，这种颜料的一个有趣方面是它的化学结构，这有助于其晶体内的电荷传导，使酞菁铜成为有机电子应用中用作半导体的绝佳候选者

研究小组将少量这种新成分作为半导体集成到已经测试过的构建可食用电路的配方中。这些电路构建在乙基纤维素基板上，电触点使用喷墨技术和金颗粒溶液印刷，金颗粒溶液通常用于烹饪装饰

由基于壳聚糖的电解凝胶制成的“门”使晶体管能够在低于1V的低电压下工作。壳聚糖是一种从蓝蟹等甲壳类动物中提取的食品级胶凝剂

这种可食用晶体管是在Mario Caironi领导的印刷和分子电子实验室开发的，并遵循了去年该小组发明的可食用电池。Caironi的实验室致力于探索食品及其衍生物的电子特性，旨在开发可食用电子设备，以供未来在食品行业的医疗保健和质量控制中应用。此外，自2021年以来，他的团队一直参与欧洲RoboFood项目，该项目旨在开发可食用机器人

该研究小组的下一步将是确定具有合适化学和物理性质的其他可食用物质，以创建一种智能可食用电子设备，用于医疗保健应用，例如监测胃肠道内的身体参数 More information: Elena Feltri et al, A Fully Edible Transistor Based on a Toothpaste Pigment, Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202404658

Journal information: Advanced Science