Найменший однокристальний чіп у світі можна ввести в організм за допомогою звичайної медичної голки

Мініатюризація електроніки відкриває перед інженерами захоплюючі можливості, особливо коли мова йде про прилади, які можна впроваджувати в тіло - наприклад для контролю і поліпшення свого здоров'я.

Інженери Колумбійського університету продемонстрували найменшу однокристальну систему в світі, яку можна імплантувати людині через звичайну голку для підшкірних ін'єкцій. Датчик можна використовувати для вимірювання температури всередині тіла і ряду інших корисних функцій

Сучасна медицина має широкий спектр надзвичайно маленьких пристроїв: від імплантатів розміром з божу корівку, які відстежують рівень кисню в тканинах тіла, до крихітних датчиків «нервового пилу», що моніторять нервові сигнали в режимі реального часу. Імплант, розроблений Columbia Engineers, відкриває нові горизонти в якості найменшої однокристальної системи в світі, яка являє собою повністю функціональну електронну схему з загальним обсягом менше 0,1 мм3.

Крихітний, як пиловий кліщ, чіп бачимо тільки під мікроскопом. Його створення зажадало від вчених нестандартних підходів до завдання, особливо коли справа дійшла до взаємодії з більш великими системами і питань підзарядки.

Якщо інша невелика електроніка містить радіочастотні модулі для передачі і прийому електромагнітних радіосигналів, то новий мікрочіп вже не може дозволити собі роботу з такими довжинами хвиль. З іншого боку, довжини ультразвукових хвиль на даній частоті набагато менше, оскільки швидкість звуку набагато менше швидкості світла, з якою поширюються ЕМ-хвилі. Тому команда включила в конструкцію п'єзоелектричний перетворювач, який діє як «антена» для бездротового харчування і зв'язку через ультразвук.

Це, в поєднанні з вбудованим малопотужним датчиком температури, перетворює і сам чіп на датчик для вимірювання температури в реальному часі. З його допомогою можна відстежувати температуру тіла, а також коливання температури, викликані терапевтичним застосуванням ультразвуку. Можливості імплантату були продемонстровані на живих мишах, де він використовувався для ультразвукової нейростимуляції, і випробування пройшли досить успішно.

Вчені припускають, що в майбутньому такі типи чіпів можна буде імплантувати і в людське тіло, а потім передавати по бездротовій мережі інформацію про різні показники організму. У нинішній формі можливість передавати інформацію обмежується температурою тіла, але інші потенційні застосування чіпа включають вимірювання артеріального тиску, рівня глюкози і дихальних функцій.