La continua miniaturizzazione dell’elettronica ha portato gli ingegneri della Columbia Univeraity a realizzare il microchip più piccolo al mondo. La nuova tecnologia apre interessanti opportunità per gli ingegneri, specialmente nel campo della bioingegneria e dei presidi impiantabili nel corpo umano, ad esempio, per monitorare i parametri vitali e migliorare le condizioni di salute.
Il microscopico dispositivo può essere impiantato in una persona attraverso un ago da iniezione sottocutaneo convenzionale. Il sensore può essere utilizzato per misurare la temperatura all’interno del corpo o essere programmato per una serie di altre funzioni utili.
La medicina moderna ha una vasta gamma di dispositivi estremamente piccoli, dagli impianti delle dimensioni di una coccinella che tracciano i livelli di ossigeno nei tessuti corporei, a piccoli sensori di “polvere nervosa” che monitorano i segnali nervosi in tempo reale. L’impianto, sviluppato dagli ingegneri della Columbia University, apre nuovi orizzonti alla scienza, come il più piccolo sistema monocristallino al mondo, che è un circuito elettronico completamente funzionante con un volume totale inferiore a 0,1 mm3.
Minuscolo come un acaro della polvere, il chip è visibile solo al microscopio. La sua creazione ha richiesto agli scienziati di adottare approcci non convenzionali, specialmente quando si trattava di interazione con sistemi più grandi e problemi di ricarica.
Se altri dispositivi elettronici di piccole dimensioni contengono moduli a radiofrequenza per la trasmissione e la ricezione di segnali radio elettromagnetici, il nuovo microchip non può più permettersi di funzionare con tali lunghezze d’onda. Questo perché le lunghezze d’onda ultrasoniche a questa frequenza sono molto più basse, dal momento che la velocità del suono è molto inferiore alla velocità della luce alla quale si propagano le onde elettromagnetiche. Pertanto, il team ha incluso nella progettazione un convertitore piezoelettrico, che funge da “antenna” per l’alimentazione wireless e la comunicazione attraverso gli ultrasuoni.
Questo, combinato con un sensore di temperatura integrato a bassa potenza, trasforma il chip stesso in un sensore per misurare la temperatura in tempo reale. Può essere utilizzato per tracciare la temperatura corporea e le fluttuazioni di temperatura causate dall’uso terapeutico degli ultrasuoni. Le capacità dell’impianto sono state dimostrate nei topi dove è stato utilizzato per la neurostimolazione ad ultrasuoni, e i test hanno avuto molto successo.
Gli scienziati suggeriscono che, in futuro, questi tipi di chip potranno essere impiantati nel corpo umano, e quindi trasmettere in modalità wireless informazioni su vari indicatori del corpo. Nella sua forma attuale, la capacità di trasmettere informazioni è limitata alla temperatura corporea, ma altri potenziali usi del chip includono la misurazione della pressione sanguigna, dei livelli di glucosio e delle funzioni respiratorie.
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