Las placas de circuito impreso económicas, livianas, flexibles pero resistentes son esenciales para la electrónica portátil, entre otras aplicaciones. En el futuro, estos dispositivos electrónicos podrían imprimirse en circuitos flexibles hechos de cultivos bacterianos utilizados para hacer la popular bebida de té negro fermentado llamada kombucha, según un artículo reciente publicado en el servidor de preimpresión arXiv.

Como mencionamos anteriormente, hacer kombucha simplemente requiere combinar té y azúcar con una cultura de kombucha conocida como SCOBY (cultivo simbiótico de bacterias y levaduras), también conocida como la «madre», también conocida como hongo del té, hongo del té o hongo de Manchuria. Esto es similar a un iniciador de masa fermentada. Un SCOBY es una colección firme, similar a un gel, de fibras de celulosa (biopelícula), gracias a las bacterias activas en el cultivo, creando el caldo de cultivo perfecto para el crecimiento de levaduras y bacterias. Disuelva el azúcar en agua hirviendo sin cloro, luego sumerja algunas hojas de té de su elección en el agua azucarada caliente antes de desecharlas.

Una vez que el té se haya enfriado, agregue el SCOBY y vierta todo en un vaso de precipitados o frasco esterilizado. Luego cubra el vaso de precipitados o el frasco con una toalla de papel o una gasa para mantener alejados a los insectos, déjelo reposar durante dos o tres semanas, ¡y listo! Tienes tu propia kombucha casera. Una nueva «niña» SCOBY flotará justo encima del líquido (técnicamente conocido en esta forma como envoltura).

Más allá de la popularidad de la bebida, los cultivos de kombucha se muestran prometedores como un biomaterial útil. Por ejemplo, en 2016, una profesora de indumentaria, comercialización y diseño del estado de Iowa llamada Young-A Lee ha llamado la atención por su investigación de prueba de concepto en el uso de SCOBY seco como un sustituto de cuero sostenible para ropa, zapatos o bolsos biodegradables basados ​​en SCOBY. En 2021, los científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts y el Imperial College de Londres crearon nuevos tipos de «material vivo» resistente que algún día podrían usarse como biosensores, ayudando a purificar el agua o detectar daños en los materiales de embalaje «inteligentes». Experiencias el año pasado por investigadores de la Universidad Tecnológica de Montana (MTU) y la Universidad Estatal de Arizona (ASU) demostraron que las membranas cultivadas a partir de cultivos de kombucha eran más efectivas para prevenir la formación de biopelículas, un desafío importante en la filtración de agua, que las membranas comerciales actuales.

«Hoy en día, la kombucha está emergiendo como un candidato prometedor para la producción de textiles sostenibles que se utilizarán como bio-wearables ecológicos», dijo el coautor Andrew Adamatzky, de la Universidad Occidental de Inglaterra en Bristol, dice Nuevo Científico. “Veremos que las esteras de kombucha secas y, con suerte, vivas se incorporarán a la ropa inteligente que amplía la funcionalidad de la ropa y los dispositivos. Proponemos desarrollar prendas ecológicas inteligentes que sean una convergencia de materia biológica viva y muerta.

Adamatzky previamente co-escribió un papel 2021 demostrando que las esteras vivas de kombucha exhibieron actividad eléctrica dinámica y respuestas estimulantes, así como una papel el año pasado describe el desarrollo de un guante reactivo bacteriano para servir como un dispositivo de detección electrónico vivo. Inspirándose en el potencial de las alfombrillas de kombucha para la electrónica portátil, él y sus últimos coautores han demostrado ahora que es posible imprimir circuitos electrónicos en las alfombrillas SCOBY secas.

El equipo usó bacterias kombucha de origen comercial para hacer crecer sus esteras, luego secó al aire los cultivos en plástico o papel a temperatura ambiente. Las esteras no se rasgan fácilmente y no se destruyen fácilmente incluso cuando se sumergen en agua durante varios días. Uno de los tapetes de prueba incluso sobrevivió a temperaturas de horno de hasta 200 °C (392 °F), aunque los tapetes se quemarán cuando se expongan a una llama abierta. Adamatzky y otros. pudieron imprimir circuitos de polímero conductor en las esteras de kombucha secas con una impresora de chorro de aerosol y también probaron con éxito un método alternativo de impresión 3D de un circuito a partir de una mezcla conductora de poliéster y cobre. Incluso podían unir pequeños LED a los circuitos con adhesivo epoxi enriquecido con plata, que aún funcionaba después de doblarse y estirarse repetidamente.

Según Adamatzky y otros., a diferencia de las esteras vivas de kombucha con las que trabajó anteriormente, las esteras secas SCOBY no son conductoras y limitan la corriente eléctrica a la placa de circuito. Las alfombrillas también son más ligeras, económicas y flexibles que las alternativas de cerámica o plástico. Las aplicaciones potenciales incluyen monitores portátiles de frecuencia cardíaca, por ejemplo, y otros dispositivos basados ​​en kombucha. “La investigación futura se centrará en la impresión de circuitos funcionales avanzados capaces de detectar, y posiblemente reconocer, estímulos mecánicos, ópticos y químicos”, concluyeron los autores.

DOI: arXiv [preprint]2023. 10.48550/arXiv.2302.03984 (Sobre los DOI).