Из «чайного гриба» создали лёгкие, гибкие и прочные печатные платы для электроники
Биоматериал на основе популярного домашнего напитка — чайного гриба — может стать основой для нового поколения носимой электроники. Международная группа исследователей доказала, что высушенные плёнки из культуры SCOBY обладают уникальными механическими свойствами, позволяющими печатать на них гибкие и прочные электронные схемы.
От кухонной банки к лаборатории: неожиданные свойства симбиоза
Симбиотическая культура бактерий и дрожжей (SCOBY), известная в быту как чайный или маньчжурский гриб, десятилетиями выращивалась для получения ферментированного напитка. Однако её потенциал как инженерного материала стал предметом пристального изучения лишь в последние годы. Учёные обратили внимание на целлюлозную матрицу, которую производят бактерии. После специальной обработки эта биоплёнка превращается в лёгкий, тонкий и невероятно устойчивый материал.
Испытание на прочность: огонь, вода и медные проводники
В ходе экспериментов исследователи выращивали плёнки, которые затем высушивали при комнатной температуре. Полученный материал демонстрировал выдающуюся стабильность: он сохранял структуру после многодневного пребывания в воде и выдерживал кратковременный нагрев до 200°C. На эту гибкую основу с помощью струйного принтера успешно наносили токопроводящие полимеры, создавая электрические цепи. Альтернативой стала 3D-печать с использованием медного композита. К готовым платам учёные прикрепили светодиоды, которые продолжали функционировать даже после многократных деформаций основы.
Экологичная альтернатива для умных устройств
Ключевым преимуществом материала является его происхождение. В отличие от традиционных основ для печатных плат — керамики или пластиков на основе ископаемого топлива — биоплёнка из чайного гриба биоразлагаема и требует значительно меньше ресурсов для производства. Это открывает путь к созданию более экологичной электроники. При этом сухой материал не проводит ток сам по себе, что делает его идеальным диэлектриком для нанесения проводящих дорожек.
Интерес к подобным биоматериалам в научном сообществе растёт уже несколько лет. Изначально исследователи рассматривали высушенный чайный гриб как потенциальный заменитель кожи в медицине или основу для «умных» живых материалов, реагирующих на окружающую среду. Прорывом стало понимание, что механическая прочность и гибкость целлюлозной матрицы идеально подходят для носимой электроники, где устройства должны выдерживать постоянные изгибы и растяжения.
Внедрение таких технологий может радикально изменить рынок носимых гаджетов и биомедицинских датчиков. Лёгкие, дышащие и не раздражающие кожу сенсоры для непрерывного мониторинга сердечного ритма, уровня глюкозы или гидратации организма станут более комфортными и доступными. Дальнейшие работы будут сосредоточены на интеграции в такие платы более сложных функций, включая распознавание механических воздействий, изменения освещённости или определённых химических веществ в окружающей среде.
