Selepas hampir 100 tahun memenuhi citarasa kanak-kanak dan orang dewasa, sama ada beruang gummi mungkin akhirnya mempunyai tujuan yang lebih besar.

Satu pasukan penyelidik mempunyai membangunkan kaedah untuk mencetak array mikroelektrik ke gula-gula gummy, gelatin dan substrat lembut lain.

Kaedah baru ini akan menyediakan cara yang murah dan cepat untuk membangunkan mikroelekrod yang boleh digunakan oleh saintis untuk mengkaji perubahan biologi di dalam hati dan otak, merawat gangguan sistem saraf, dan memulihkan fungsi deria seseorang.

Dalam kajian ini, penyelidik dari Universiti Teknikal Munich (TUM) dan Forschungszentrum Jülich berjaya melakukan percetakan inkjet ke permen gummy.

Satu kertas yang menggambarkan kajian itu diterbitkan dalam jurnal Alam.  

Kelebihan bahan lembut

Tekstur lembut gusi adalah kunci kepada kajian ini.

Secara tradisional, tatasusunan mikroelektrik menggunakan substrat silikon atau berasaskan kaca, kata Bernhard Wolfrum, seorang profesor neuroelektronik di TUM dan pengarang utama kajian itu.

Tetapi bentuk keras yang tajam dari tatasusunan mikroelektrik asal menyebabkan pelbagai masalah.

Dalam makmal, bentuk dan organisasi sel-sel boleh dipengaruhi oleh kekerasan substrat.

Dalam tubuh, bahan tegar boleh menyebabkan keradangan sel dan kehilangan fungsi organ.

Percetakan Inkjet

Pencetak inkjet yang digunakan dalam kajian ini pada dasarnya merupakan versi berteknologi tinggi yang boleh di rumah atau pejabat. Tetapi, daripada menggunakan dakwat tradisional, pencetak ini berfungsi dengan dakwat berasaskan karbon dan menambah lapisan perlindungan neutral ke laluan karbon supaya sensor tidak mengambil sebarang isyarat yang tersesat.

Ini berlepas dari kaedah tradisional yang digunakan untuk membuat array mikroelektrik.

"Biasanya, tatasusunan mikroelektrik dibuat dengan litografi optik," kata Wolfrum.

Tetapi, kaedah tersebut memakan masa dan mahal, dan memerlukan akses kepada makmal khusus.

Percetakan inkjet, bagaimanapun, adalah murah dan pantas, dan membolehkan para saintis memanipulasi susun atur reka bentuk array mikroelektrik.

"Teknik ini membolehkan kami mengarang array mikroelektrik berasaskan karbon pada pelbagai substrat lembut (seperti hidrogel), yang tidak mudah dilakukan dengan menggunakan microfabrication konvensional," kata Wolfrum.

"Kemungkinan untuk cepat menyesuaikan susun atur geometri antara muka dan bahan boleh membantu kami untuk membangunkan alat yang lebih cekap untuk rangsangan dan rakaman sel."

Aplikasi yang berpotensi

Mencetak array mikroelektrik pada bahan lembut boleh digunakan untuk pelbagai bidang.

Bukan sahaja teknik yang berguna dalam model fabrikasi untuk penyelidikan, tetapi ia juga boleh digunakan dalam bidang perubatan untuk mengubah cara pesakit dirawat.

"Pada masa akan datang, struktur lembut yang serupa dapat digunakan untuk memantau fungsi saraf atau jantung dalam tubuh, contohnya, atau bahkan berfungsi sebagai alat pacu jantung," kata Wolfrum dalam satu pernyataan.

Apa yang akan datang?

Sebelum teknik ini digunakan untuk memantau fungsi saraf atau jantung di dalam badan, lebih banyak aspek perlu disiasat.

"Saya percaya, untuk menggunakan peranti cetak dalam vivo, aspek utama yang perlu disiasat adalah biokompatibiliti, kestabilan jangka panjang dan kebolehpercayaan dan penyelesaian," kata Wolfrum.

"Resolusi menggunakan percetakan inkjet jauh lebih lemah dibandingkan dengan litografi optik, yang mungkin bermasalah bergantung kepada aplikasi tertentu."

Buat masa ini, pasukan memberi tumpuan kepada percetakan yang cekap.

"Pada pendapat saya, kini kelebihan utama mencetak peranti berfungsi terletak pada keupayaan prototaip pesat, tidak semestinya dalam pengeluaran akhir peranti," katanya.

Para penyelidik sedang berusaha untuk mencetak array microelectrode 3D yang lebih kompleks.

Di samping itu, mereka melihat sensor cetak yang bertindak balas terhadap bahan kimia, bukan sahaja turun naik dalam voltan.