Il Bioristor
Il BIORISTOR si basa sulla tecnologia dei transistor elettrochimici organici (OECT), una classe di dispositivi progettati specificamente per funzionare in ambienti acquosi e biologici. A differenza dei transistor a stato solido convenzionali, gli OECT accoppiano direttamente il trasporto ionico negli elettroliti con la conduzione elettronica nei materiali semiconduttori organici.
Il cuore del BIORISTOR è il PEDOT:PSS, un polimero conduttivo ampiamente utilizzato nella bioelettronica per la sua elevata conduttività, le proprietà di trasporto ionico-elettronico misto, la flessibilità meccanica e l'eccellente biocompatibilità. Queste caratteristiche rendono il PEDOT:PSS particolarmente adatto per applicazioni in vivo nelle piante, dove è richiesta un'interazione stabile e continua con i fluidi biologici.
Il BIORISTOR è una tecnologia brevettata, i cui principi di funzionamento e le cui prestazioni sono stati scientificamente convalidati in oltre 20 pubblicazioni sottoposte a revisione paritaria. Studi sperimentali approfonditi hanno dimostrato la sua capacità di monitorare in tempo reale i processi fisiologici all'interno delle piante, fornendo una rilevazione precoce e sensibile delle condizioni di stress.
Architettura del dispositivo e principio di funzionamento
Il BIORISTOR è costituito da due elementi funzionali principali:
Canale (source-drain):
Il canale del transistor è formato da un PEDOT:PSS. La conduttività elettrica del canale è modulata dalle variazioni della concentrazione ionica all'interno della linfa della pianta. I cambiamenti nella fisiologia della pianta influenzano direttamente la corrente del canale, consentendo il rilevamento continuo dei processi interni della pianta.
Elettrodo di gate:
Un secondo elettrodo, che funge da gate, è anch'esso a contatto con la linfa. Quando viene applicato un potenziale elettrico appropriato, un campo elettrico spinge gli ioni dalla linfa all'interno o all'esterno del canale PEDOT:PSS. Questo scambio ionico altera il livello di drogaggio del polimero, determinando una modulazione misurabile della corrente del canale.
Attraverso questo meccanismo, il BIORISTOR converte i segnali biologici e chimici all'interno della pianta in segnali elettrici, consentendo il monitoraggio diretto e in tempo reale della salute della pianta con elevata sensibilità e risoluzione temporale.
