American Chemical Societyn kokouksessa huhtikuun alussa esiteltiin “katoavaa elektroniikkaa”. Kyse ei ole yhtenään hukassa olevista kännyköistä tai pöytälaatikossa piilottelevista paristoista, vaan esimerkiksi ihmiskehoon asennettavista pienistä sähköisistä laitteista.

John Rogersin johtama tutkimusryhmä on tarkastellut elektroniikkaa näkökulmasta, joka poikkeaa tyystin viitisenkymmentä vuotta vallalla olleesta mikrosirumentaliteetista. Siinä missä tähän saakka on pyritty rakentamaan sähkölaitteita, jotka toimivat mahdollisimman pitkään ja mahdollisimman luotettavasti – paitsi kodinkoneissa, joiden elinkaari tuntuu olevan maksimissaan kolme vuotta – Rogersin ryhmän tavoitteena oli kehitellä elektroniikkaa, joka tietyn ajan kuluttua katoaa itsestään. Se voi toimia tarpeen mukaan joitakin minuutteja, tunteja, päiviä tai viikkoja, mutta sitten se katoaa. Se ei siis pelkästään lopeta toimintaansa, vaan häipyy olemattomiin.

Yhtenä sovelluksena voisivat olla elektroniset laitteet, jotka alituiseen korvautuvat uusilla malleilla. Esimerkiksi vanhentuneet kännykät muodostavat melkoisen e-jäteongelman, mutta jos ne tehtäisiin elektroniikasta, joka aikansa toimittuaan fyysisesti hajoaisi ja katoaisi, niistä ei olisi riesaa. Tosin silloin vanha kännykkä olisi tietyn ajan kuluttua pakko vaihtaa uuteen, vaikka siihen muuten olisi ihan tyytyväinen.

Merkittävämpi alue on kuitenkin lääketiede. Kehon sisään voitaisiin asentaa esimerkiksi lääkeaineita ohjelmoidusti vapauttavia pieniä laitteita, jotka toimisivat tarvittavan ajan ja liukenisivat sitten olemattomiin. Silloin tällaisia laitteita ei tarvitsisi poistaa erikseen uudella leikkauksella. Vastaavanlaista elektroniikkaa on rakennettu jo aiemminkin, mutta niiden ongelmana on ollut se, ettei liukeneminen ole ollut täydellistä, vaan osa aineista on jäänyt elimistöön. Rogersin ryhmä on onnistunut kehittämään laitteita, jotka hajoavat jättämättä jälkeensä mitään ylimääräistä.

Elektroniikan hajoamisvauhtia säädellään kerroksellisella rakenteella. Varsinainen elektroniikka on suljettu kuoreen, joka hajoaa tietyllä nopeudella joutuessaan kosketuksiin veden tai jonkin muun nesteen kanssa. Valitsemalla sopiva määrä kerroksia laitteelle saadaan halutun pituinen toiminta-aika. Kun kaikki suojakerrokset ovat kadonneet, itse elektroniikka "sulaa" noin puolessa tunnissa.

Rogersin ryhmä on jo tutkinut hiirillä laitetta, joka auttaa kamppailussa infektioita vastaan. Se tuottaa rajatulla alueella halutun ajan lämpöä, joka estää bakteerien kasvun ja infektion leviämisen. Tavoitteena on kehittää myös pikkuruisia laitteita, joilla voitaisiin edistää esimerkiksi luiden kasvua ja haavojen paranemista.

Kuva: Beckman Institute, University of Illinois and Tufts University