„Hightech Gummibärchen“ aus der Wissenschaft
Sensoren aus dem Tintenstrahldrucker
Gummibärchen machen neuerdings auch Wissenschaftler „froh“. Doch im Gegensatz zu den handelsüblichen Gelatine-Leckereien, sind diese nicht zum Verzehr gedacht. Die weichen Fruchtgummis spielten in den Untersuchungen eines Teams von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich und der Technische Universität München eine wichtige Rolle. Die Forscher bedruckten unter anderem eingeschmolzene und in Form gebrachte Gummibärchen mit Mikroelektroden. Bisher konnten Elektroden nur mit großem Aufwand auf weiche Materialien aufgebracht werden, die neue Methode ist deutlich schneller und kostengünstiger. Vor allem die medizinische Diagnostik könnte von den Untersuchungen zukünftig profitieren.
Mikroelektroden finden heutzutage zum Beispiel in der Medizin Anwendung und kommen beispielsweise zur Messung der Signale des Gehirns oder Herzens zum Einsatz. In ihrer derzeitigen Form bestehen sie dabei aus harten Materialien, wie etwa Silizium. Harte Fremdkörper im Körper können allerdings schwerwiegende Nachteile haben, dazu zählen Entzündungen genauso wie die Beeinträchtigung von Organfunktionen. Auf weichen Materialien aufgebracht, können Mikroelektroden allerdings ohne diese Probleme eingesetzt werden.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben in ihren Experimenten im Rapid-Prototyping-Verfahren eine neuartige Tintenstrahldruckmethode angewendet, um prototypisch Mikroelektroden auf verschiedene weiche Materialien zu drucken. Natürlich kam beim Druck keine handelsübliche Tinte zum Einsatz, sondern eine auf die verschiedenen weichen Materialien angepasste Tinte mit kohlenstoffhaltiger Flüssigkeit. Untersucht wurde eine Silikonart, Agar und Gelatine, die jeweils ganz unterschiedliche Anforderungen an den Druck und die Tinte stellten. Experimente mit Zellkulturen zeigten, dass die Mikroelektroden zuverlässig Daten liefern. Zudem sind sie aufgrund ihrer geringen Größe auch für einen Einsatz an einzelnen oder nur wenigen Zellen geeignet.
Zukünftig könnten diese Mikroelektroden sogar als Schrittmacher oder als Sensoren für chemische Substanzen dienen. Dazu arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aktuell an 3D-Mikroelektroden-Arrays und an druckbaren Sensoren, die eben nicht auf elektrische Spannung, sondern auch chemische Substanzen reagieren.
Die Ergebnisse der Untersuchungen, an denen Prof. Andreas Offenhäusser, Mitglied von JARA-FIT und JARA-SOFT und Direktor des Jülicher Institute of Complex Systems, Bioelectronics, maßgeblich beteiligt war, wurden im Fachmagazin nature veröffentlicht.