Kombucha-Elektronik? Natürlich, warum nicht? – Ars Technica

Günstige, leichte, flexible und robuste Leiterplatten sind unter anderem für tragbare Elektronik unerlässlich. In Zukunft könnten diese elektronischen Geräte auf flexible Schaltkreise gedruckt werden, die aus Bakterienkulturen hergestellt werden, die zur Herstellung des als Kombucha bekannten fermentierten Schwarzteegetränks verwendet werden Das letzte Papier Veröffentlicht auf dem Preprint-Server arXiv.

Wie wir bereits berichtet haben, ist die Branche der Kombucha Es erfordert nur die Kombination von Tee und Zucker mit der als a bekannten Kombucha-Kultur Scooby (symbiotische Kultur aus Bakterien und Hefen), auch bekannt als „Mutter“ – auch bekannt als Teepilz, Teepilz oder Mandschurischer Pilz. Es ist eher wie ein Sauerteig-Starter. SCOBY ist ein hartes, gelartiges Bündel aus Zellulosefasern (ein Biofilm), dank dessen die aktiven Bakterien in der Kultur einen idealen Nährboden für Hefen und Bakterien schaffen. Lösen Sie den Zucker in kochendem entchlortem Wasser auf und ziehen Sie dann einige Teeblätter Ihrer Wahl in das heiße Zuckerwasser, bevor Sie sie wegwerfen.

Sobald der Tee abgekühlt ist, fügen Sie den Scoopie hinzu und gießen Sie alles in einen sterilisierten Becher oder ein Glas. Decken Sie dann den Becher oder das Glas mit einem Papiertuch oder Käsetuch ab, um Insekten fernzuhalten, lassen Sie es zwei bis drei Wochen stehen, und voila! Haben Sie Ihren eigenen hausgemachten Kombucha. Eine neue Scooby-„Tochter“ schwimmt direkt auf der Flüssigkeit (technisch in dieser Form als Pellet bekannt).

Neben der Popularität des Getränks verkünden Kombucha-Kulturen es als nützliches Präbiotikum. Zum Beispiel, im Jahr 2016Young-A Lee, Professorin für Bekleidung, Merchandising und Design an der Iowa State, hat Aufmerksamkeit für ihre Proof-of-Concept-Forschung zur Verwendung des Trockenmittels SCOBY als nachhaltige Alternative zu Leder für biologisch abbaubare Kleidung, Schuhe oder Handtaschen erlangt. Im Jahr 2021 schufen Wissenschaftler des MIT und des Imperial College London neue Arten von robusten „lebenden Materialien“, die eines Tages als Biosensoren verwendet werden könnten, um Wasser zu reinigen oder Schäden an „intelligenten“ Verpackungsmaterialien zu erkennen. Experimente letztes Jahr Eine Studie von Forschern der Montana Technological University (MTU) und der Arizona State University (ASU) zeigte, dass Membranen aus Kombucha-Farmen die Bildung von Biofilmen – eine große Herausforderung bei der Wasserfiltration – besser verhindern als bestehende kommerzielle Membranen.

„Gegenwärtig entwickelt sich Kombucha zu einem vielversprechenden Kandidaten für die Herstellung nachhaltiger Textilien zur Verwendung als biofreundliche Wearables“, sagte Co-Autor Andrew Adamatsky von der University of the West of England in Bristol in einer Erklärung. Sagen Sie New Scientist. „Wir werden sehen, dass trockene – und hoffentlich lebende – Kombucha-Matten in intelligente tragbare Geräte integriert werden, die die Funktionalität von Kleidung und Geräten erweitern. Wir schlagen vor, umweltfreundliche intelligente tragbare Geräte zu entwickeln, die eine Mischung aus lebendem und totem biologischem Material sind.“

Adamatzky war zuvor Co-Autor von a 2021 Blätter Nachweis, dass lebende Kombucha-Matten zusätzlich zu a. elektrodynamische Aktivität und Stimulationsreaktionen zeigten die letztjährige Zeitung beschreibt die Entwicklung eines bakterieninteraktiven Handschuhs, der als aktiver elektronischer Sensor dienen soll. Inspiriert vom Potenzial von Kombucha-Matten für tragbare Elektronik haben er und seine letzten Co-Autoren nun gezeigt, dass es möglich ist, elektronische Schaltungen auf Trockenmittel-SCOBY-Matten zu drucken.

Das Team verwendete kommerziell bezogene Kombucha-Bakterien, um ihre Matten zu züchten, und trocknete sie dann auf Plastik oder Papier bei Raumtemperatur an der Luft. Die Matten reißen nicht leicht und werden auch bei mehrtägigem Eintauchen in Wasser nicht leicht beschädigt. Eine Testmatte überstand sogar Ofentemperaturen von bis zu 200 °C (392 °F), obwohl die Matten bei Kontakt mit einer offenen Flamme brennen würden. Adamatsky et al. Sie konnten leitfähige Polymerschaltkreise mit einem Aerosol-Jet-Drucker auf getrocknete Kombucha-Matten drucken und auch erfolgreich ein alternatives Verfahren zum 3D-Drucken eines Schaltkreises aus einer leitfähigen Polyester/Kupfer-Mischung testen. Sie konnten sogar kleine LEDs mit einem silberzahnigen Epoxidklebstoff an den Schaltkreisen befestigen, der nach wiederholtem Biegen und Dehnen immer noch funktionierte.

Laut Adamatsky et al. Im Gegensatz zu den lebenden Kombucha-Matten, mit denen er zuvor gearbeitet hatte, sind die Trockenmittelmatten von SCOBY nicht leitend, wodurch elektrischer Strom in der gedruckten Schaltung eingeschlossen wird. Matten sind außerdem leichter, billiger und flexibler als Alternativen aus Keramik oder Kunststoff. Mögliche Anwendungen sind beispielsweise tragbare Herzfrequenzmesser und andere Kombucha-basierte Geräte. Die Autoren schlussfolgern: „Die zukünftige Forschung wird daran interessiert sein, fortschrittliche Funktionsschaltkreise zu drucken, die in der Lage sind, mechanische, optische und chemische Reize zu erkennen – und möglicherweise zu erkennen.“

DOI: arXiv [preprint]2023. 10.48550 / arXiv.2302.03984 (über DOIs).