L’elettronica commestibile è un settore in crescita che mira a produrre dispositivi digeribili. Il caso dell’Istituto italiano di tecnologia.
Pile e batterie sono prodotti molto diffusi che alimentano numerosi dispositivi di uso quotidiano. Le piccole dimensioni e i componenti metallici al loro interno rappresentano un rischio in caso di ingestione, ma un’invenzione italiana potrebbe eliminare questo pericolo. Un gruppo di ricercatori dell’Istituto italiano di tecnologia (Iit) di Milano, distaccamento del centro di ricerca scientifica con sede a Genova, ha inventato una batteria edibile che ha il potere di rivoluzionare le applicazioni nel monitoraggio della qualità dei cibi, negli strumenti di diagnostica della salute del nostro corpo, e in futuri robot edibili. L’invenzione è stata premiata dal magazine statunitense Time che l’ha inserita nella lista delle 100 migliori invenzioni mondiali del 2023.
L’elettronica commestibile è un settore in crescita che mira a produrre dispositivi digeribili utilizzando solo ingredienti e additivi alimentari, ovviando così a molte delle carenze dei dispositivi elettronici ingeribili. I dispositivi elettronici commestibili avranno importanti implicazioni per il monitoraggio del tratto gastrointestinale, per la terapia e per il controllo rapido della qualità degli alimenti. Recenti ricerche hanno dimostrato la fattibilità di circuiti e sensori commestibili, ma per realizzare dispositivi elettronici completamente edibili sono necessarie fonti di energia commestibili, di cui esistono pochissimi esempi. Ispirandosi agli organismi viventi, il gruppo dell’Iit guidato da Mario Caironi ha sviluppato una batteria commestibile ricaricabile formata da materiali consumati nella vita quotidiana.
La batteria è realizzata immobilizzando la riboflavina e la quercetina, comuni ingredienti alimentari e integratori dietetici, sul carbone attivo, un additivo alimentare molto diffuso. La riboflavina è usata come anodo, mentre la quercetina è usata come catodo. Incapsulando gli elettrodi nella cera d’api, è stata realizzata una batteria completamente commestibile in grado di fornire energia a piccoli dispositivi elettronici. La batteria di prova ha funzionato a 0,65 V, sostenendo una corrente di 48 µA per 12 minuti. La prova di concetto presentata aprirà le porte a nuove applicazioni elettroniche commestibili, consentendo diagnosi e trattamenti medici più sicuri e semplici e modi inesplorati di monitorare la qualità degli alimenti. “La batteria al momento è pensata per funzionare al di fuori del corpo e poter poi essere mangiata senza alcun rischio, ad esempio per applicazioni di food monitoring. Stiamo lavorando alla sua miniaturizzazione per poterla integrare all’interno di una pillola commestibile per il monitoraggio gastrointestinale. In questo caso la batteria sarà protetta dalla pillola e funzionerà finché questa non viene digerita” spiega Valerio Galli, primo autore del paper di riferimento.
“I potenziali utilizzi futuri includono circuiti e sensori commestibili, in grado di monitorare le condizioni di salute ma anche lo stato di conservazione degli alimenti. Inoltre, dato l’alto livello di sicurezza di queste batterie, queste tecnologie potrebbero essere utilizzate anche nell’ambito dei giocattoli per i bambini più piccoli, dove il rischio di ingestione è elevato. In realtà, già ora stiamo già sviluppando dispositivi con maggiore capacità e dimensioni ridotte”, sottolinea Mario Caironi, coordinatore della ricerca. Continua Ivan Ilic, co-autore dello studio: “questa batteria commestibile è molto interessante anche per chi studia e progetta gli accumulatori di energia. La costruzione di batterie più sicure, senza l’uso di materiali tossici, è una sfida che dobbiamo affrontare: anche se queste batterie non alimenteranno le auto elettriche, sono una prova del fatto che realizzare delle fonti di alimentazione con materiali più sicuri rispetto alle attuali batterie agli ioni di litio è possibile. Crediamo quindi che ispireranno altri scienziati a costruire batterie più sicure, per un futuro davvero sostenibile”. La menzione del Time conferma l’interesse per questa invenzione rivoluzionaria nata in Italia.
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