Medische implantaten van de toekomst kunnen herconfigureerbare elektronische platforms bevatten die dynamisch in vorm en grootte kunnen veranderen als lichamen veranderen of transformeren om van het ene gebied te verhuizen om een ​​ander binnen ons lichaam te bewaken.

In Technische Natuurkunde Brieven , een groep onderzoekers van de King Abdullah University of Science and Technology en de University of California, Berkeley rapporteert een herconfigureerbaar elektronisch platform van silicium honingraat-serpentine dat dynamisch kan veranderen in drie verschillende vormen:vierpasbogen (vier lobben), sterren en onregelmatige.

"Quatrefoils kunnen worden gebruikt voor rechthoekige objectgebaseerde bewerkingen, terwijl sterren voor meer ingewikkelde architecturen zijn, en onregelmatig gevormde zijn specifiek voor geïmplanteerde bio-elektronica, " zei Mohammed Hussain, co-auteur en gasthoogleraar aan de Universiteit van Californië, Berkeley.

Met hun werk, introduceren de onderzoekers een nieuwe tak van flexibele, rekbare elektronica - opent de deur naar nieuwe technische uitdagingen en biedt kansen voor innovatie in biomedische technologieën die kunnen worden gebruikt voor medicijnafgifte, Gezondheidsbewaking, diagnose, therapeutische genezing, implantaten en zachte robotica.

Inspiratie voor het honingraatvormige platform van de groep komt uit de natuur. "Denk aan hoe bloemen bloeien. Op basis van hetzelfde principe, we verzamelden veel video's van bloeiende bloemen, analyseerden hun geometrische patroon en gebruikten ze voor onze eerste reeks ontwerpen, " zei Hussain. "In het bijzonder, we analyseerden hun spanningsverdeling op een iteratieve manier, het nemen van ontwerparchitectuur, materialen en hun eigenschappen in acht te nemen. Het is een moeizaam proces om de optimale balans te bereiken, maar dit is waar techniek helpt."

Herconfigureerbare elektronische platforms zijn ontworpen om fysieke vervorming te ondergaan, zoals stretchen, buigen, vouwen of draaien om in een andere vorm te veranderen. "Stel je voor dat een lab-on-chip-platform in je lichaam wordt geïmplanteerd om de groei van een tumor in het schoudergebied te volgen, " zei Hussain. "Terwijl het is geïmplanteerd, als we een afwijking in de longfunctie waarnemen, een platform dat voldoende is uitgerust, kan van vorm en grootte veranderen, en verhuizen of uitbreiden om de longfunctie te controleren."

Een ander idee dat de onderzoekers actief nastreven, is een draagbare hartsleeve om de hartactiviteit te volgen met de mogelijkheid om het hart mechanisch te pompen door herhaalde uitzetting en samentrekking wanneer dat nodig is.

"We hebben nog een lange weg te gaan om zachte robotica te integreren met ingebedde hoogwaardige flexibele complementaire metaaloxidehalfgeleider (CMOS) elektronica op een verscheidenheid aan herconfigureerbare elektronische platforms, die van enorm belang zal zijn, Hussain zei. "Het biedt prachtige technische uitdagingen, vereist echte multidisciplinaire inspanningen en heeft het vermogen om een ​​verscheidenheid aan disciplines te binden tot toepassingen die simpelweg niet mogelijk zijn met de bestaande elektronica-infrastructuur."