I transistor sono realizzati con materiali inorganici e silicio, e altri materiali semiconduttori come il nitruro di gallio (GaN) o il carburo di silicio (SiC) sono incompatibili con i tessuti viventi, e questo è nell’ordine delle cose. Ma ricercatori della Tufts University di Medford, vicino a Boston, nel Massachusetts, hanno ipotizzato che con transistor biocompatibili si sarebbero ottenute interessanti prestazioni, per esempio la capacità di questi dispositivi di rispondere direttamente a stimoli dall’ambiente e dallo stesso corpo umano, aprendo la strada a nuove applicazioni. Per arrivare a questo risultato, hanno sperimentato l’integrazione della fibroina della seta all’interno dei transistor, i quali sono essenzialmente degli switch, quindi degli interruttori, che si accendono e si spengono per codificare i dati sotto forma di informazioni binarie, i bit 0 e 1.
Dal laboratorio all’applicazione in campo medico
Semplificandone la struttura, è presente un filamento metallico che entra ed esce dal materiale semiconduttore e un gate, assimilabile a una sorgente di input elettrico, separato dal resto del transistor da un isolante… I ricercatori sono riusciti a produrre dei film di fibroina della seta di spessore da 3 a 300 nanometri su chip e a modificarli con incisioni larghe fino a pochi micron, utilizzandoli poi come isolante all’interno del transistor.
Lo spessore estremo su scala nanometrica di questi film ha contribuito a farli reagire alle molecole d’acqua presenti nell’aria, modificandone il comportamento elettrico e quindi quello del transistor. In tal modo sono riusciti a ottenere dei transistor ibridi con cui è stato possibile realizzare, a livello di prototipo, un sensore per controllare l’attività di respirazione, ultraveloce e altamente sensibile, rilevando anche i cambiamenti di umidità. Questi dispositivi potrebbero, per esempio, analizzare le molecole del respiro per rilevare alcune malattie cardiovascolari e polmonari o l’apnea notturna. Se utilizzati sul sangue, potrebbero aiutare a individuare i livelli di ossigeno e zucchero o gli anticorpi.
