Ηλεκτρονικά Kombucha; Φυσικά γιατί όχι? – Ars Technica

Οι φτηνές, ελαφριές, εύκαμπτες και στιβαρές πλακέτες κυκλωμάτων είναι απαραίτητες για φορητά ηλεκτρονικά, μεταξύ άλλων εφαρμογών. Στο μέλλον, αυτές οι ηλεκτρονικές συσκευές ενδέχεται να εκτυπωθούν σε εύκαμπτα κυκλώματα που παράγονται από καλλιέργειες βακτηρίων που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή του ποτού μαύρου τσαγιού που έχει υποστεί ζύμωση, γνωστό ως kombucha, σύμφωνα με Το τελευταίο χαρτί Δημοσιεύτηκε στον διακομιστή προεκτύπωσης arXiv.

Όπως αναφέραμε νωρίτερα, ο κλάδος των kombucha Απαιτεί μόνο συνδυασμό τσαγιού και ζάχαρης με την καλλιέργεια κομπούχα που είναι γνωστή ως α Σκούμπι (συμβιωτική καλλιέργεια βακτηρίων και ζυμομύκητα), γνωστή και ως «μητέρα» – επίσης γνωστή ως μύκητας τσαγιού, μύκητας τσαγιού ή μανιτάρι Μαντζουρίας. Μοιάζει περισσότερο με προζύμι. Το SCOBY είναι μια σκληρή, σαν γέλη δέσμη ινών κυτταρίνης (βιοφίλμ), χάρη στην οποία τα ενεργά βακτήρια στην καλλιέργεια δημιουργούν ένα ιδανικό έδαφος αναπαραγωγής για μαγιά και βακτήρια. Διαλύστε τη ζάχαρη σε βραστό αποχλωριωμένο νερό και μετά ρίξτε μερικά φύλλα τσαγιού της επιλογής σας στο ζεστό ζαχαρόνερο πριν την πετάξετε.

Μόλις κρυώσει το τσάι, προσθέστε το scoopie και ρίξτε τα πάντα σε ένα αποστειρωμένο ποτήρι ή βάζο. Στη συνέχεια, καλύψτε το ποτήρι ή το βάζο με μια χαρτοπετσέτα ή πετσέτα για να κρατήσετε έξω τα έντομα, αφήστε το να καθίσει για δύο έως τρεις εβδομάδες και voila! Έχετε τη δική σας σπιτική κομπούχα. Μια νέα «κόρη» του Σκούμπι θα επιπλέει απευθείας πάνω από το υγρό (γνωστό τεχνικά σε αυτή τη μορφή ως πέλλετ).

Εκτός από τη δημοτικότητα του ποτού, οι καλλιέργειες κομπούχα το προαναγγέλλουν ως ευεργετικό πρεβιοτικό. Για παράδειγμα, το 2016Η Young-A Lee, καθηγήτρια ένδυσης, merchandising και design στην Πολιτεία της Αϊόβα, έχει κερδίσει την προσοχή για την έρευνά της απόδειξης της ιδέας σχετικά με τη χρήση αποξηραντικού SCOBY ως βιώσιμη εναλλακτική λύση στο δέρμα για βιοδιασπώμενα ρούχα, παπούτσια ή τσάντες. Το 2021, επιστήμονες στο MIT και το Imperial College του Λονδίνου δημιούργησαν νέους τύπους σκληρών «ζωντανών υλικών» που θα μπορούσαν κάποια μέρα να χρησιμοποιηθούν ως βιοαισθητήρες, βοηθώντας στον καθαρισμό του νερού ή στον εντοπισμό ζημιών σε «έξυπνα» υλικά συσκευασίας. πειράματα πέρυσι Μια μελέτη από ερευνητές στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο της Μοντάνα (MTU) και στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα (ASU) έδειξε ότι οι μεμβράνες που καλλιεργήθηκαν από φάρμες κομπούχα ήταν καλύτερες στην πρόληψη του σχηματισμού βιοφίλμ – μια σημαντική πρόκληση στη διήθηση του νερού – από τις υπάρχουσες εμπορικές μεμβράνες.

«Προς το παρόν η kombucha αναδύεται ως υποσχόμενος υποψήφιος για την παραγωγή βιώσιμων κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων για χρήση ως βιο-φιλικά φορητά», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Andrew Adamatsky, από το Πανεπιστήμιο της Δυτικής Αγγλίας στο Μπρίστολ, σε δήλωση. Πες στο New Scientist. «Θα δούμε ότι τα στεγνά –και ελπίζουμε ζωντανά– χαλάκια kombucha θα ενσωματωθούν σε έξυπνες φορητές συσκευές που επεκτείνουν τη λειτουργικότητα των ρούχων και των gadget. Προτείνουμε την ανάπτυξη φιλικών προς το περιβάλλον έξυπνων φορητών συσκευών που είναι ένα μείγμα ζωντανού και νεκρού βιολογικού υλικού».

Ο Adamatzky είχε προηγουμένως συν-συγγραφεί a Φύλλα 2021 αποδεικνύοντας ότι τα ζωντανά χαλάκια κομπούχα εμφάνισαν ηλεκτροδυναμική δραστηριότητα και αποκρίσεις διέγερσης, επιπλέον του α περσινό χαρτί περιγράφει την ανάπτυξη ενός βακτηριακού διαδραστικού γαντιού για να χρησιμεύσει ως ζωντανός ηλεκτρονικός αισθητήρας. Εμπνευσμένος από τις δυνατότητες των χαλιών kombucha για φορητά ηλεκτρονικά είδη, αυτός και οι τελευταίοι συν-συγγραφείς του έχουν τώρα αποδείξει ότι είναι δυνατή η εκτύπωση ηλεκτρονικών κυκλωμάτων σε αποξηραντικά χαλάκια SCOBY.

Η ομάδα χρησιμοποίησε βακτήρια kombucha που προέρχονται από το εμπόριο για να αναπτύξουν τα χαλάκια τους και στη συνέχεια τα στέγνωσαν στον αέρα σε πλαστικό ή χαρτί σε θερμοκρασία δωματίου. Οι ψάθες δεν σκίζονται εύκολα και δεν καταστρέφονται εύκολα, ακόμα και όταν βυθιστούν στο νερό για αρκετές ημέρες. Ένα δοκιμαστικό στρώμα επιβίωσε ακόμη και σε θερμοκρασίες φούρνου έως και 200 ​​°C (392 °F), αν και τα χαλάκια θα καίγονταν όταν εκτίθονταν σε ανοιχτή φλόγα. Adamatsky et al. Κατάφεραν να εκτυπώσουν αγώγιμα κυκλώματα πολυμερούς σε αποξηραμένα χαλάκια kombucha χρησιμοποιώντας έναν εκτυπωτή αεροζόλ και δοκίμασαν επίσης με επιτυχία μια εναλλακτική μέθοδο για την τρισδιάστατη εκτύπωση ενός κυκλώματος αγώγιμου μείγματος πολυεστέρα/χαλκού. Θα μπορούσαν ακόμη και να συνδέσουν μικρά LED στα κυκλώματα χρησιμοποιώντας μια εποξειδική κόλλα με ασημί δόντια, η οποία, αφού λυγίστηκε και τεντώθηκε επανειλημμένα, εξακολουθούσε να λειτουργεί.

Σύμφωνα με τον Adamatsky et al. , σε αντίθεση με τα ζωντανά χαλάκια kombucha με τα οποία είχε δουλέψει νωρίτερα, τα αποξηραντικά στρώματα της SCOBY είναι μη αγώγιμα, τα οποία παγιδεύουν το ηλεκτρικό ρεύμα στο τυπωμένο κύκλωμα. Τα χαλάκια είναι επίσης ελαφρύτερα, φθηνότερα και πιο εύκαμπτα από τα κεραμικά ή τα πλαστικά εναλλακτικά. Οι πιθανές εφαρμογές περιλαμβάνουν φορητές συσκευές παρακολούθησης καρδιακών παλμών, για παράδειγμα, και άλλες συσκευές που βασίζονται στην κομπούχα. Οι συγγραφείς καταλήγουν, «Η μελλοντική έρευνα θα ενδιαφέρεται για την εκτύπωση προηγμένων λειτουργικών κυκλωμάτων, τα οποία είναι ικανά να ανιχνεύουν —και πιθανώς να αναγνωρίζουν— μηχανικά, οπτικά και χημικά ερεθίσματα».

DOI: arXiv [preprint]2023. 10.48550 / arXiv.2302.03984 (σχετικά με τα DOI).