Dispositivi biomedici elettronici da ingerire per garantirsi un monitoraggio continuo dello stato di salute nel tratto gastrointestinale, etichette da apporre direttamente sugli alimenti, senza bisogno dell’imballaggio, per controllarne lo stato di conservazione e per garantirne l’autenticità: sono solo alcune delle applicazioni che potrà trovare la ricerca di Mario Caironi, tra i vincitori dell’ultima competizione dell’European Research Council (ERC).
Il progetto “Electronic Food” (ELFO) di Caironi sarà realizzato nei laboratori del Center for Nano Science and Technology (CNST) dell’IIT-Istituto Italiano di Tecnologia a Milano e riceverà un finanziamento di circa 2 milioni di euro per 5 anni.
I ricercatori vincitori sono 301, di 37 nazionalità diverse e che condurranno i loro progetti in 24 paesi europei. I ricercatori di nazionalità italiana sono in totale 23 (al quarto posto dopo tedeschi, francesi e olandesi), ma solo 7 realizzeranno il loro progetto nel nostro Paese. Gli istituti ospitanti, infatti, sono l’IIT-Istituto Italiano di Tecnologia, la SISSA, la Scuola Normale Superiore, l’INAF, il Politecnico di Milano, l’Università di Modena e Reggio Emilia e l’Università Ca’ Foscari.
Mario Caironi è il coordinatore del laboratorio di Printed and Molecular Electronics del CNST di IIT a Milano. Nato a Bergamo, si è si è laureato in Ingegneria Elettronica al Politecnico di Milano, dove ha conseguito nel 2007 il dottorato in Ingegneria dell’Informazione. Nello stesso anno si trasferisce a Cambridge, UK, per lavorare nel gruppo di Henning Sirringhaus al Cavendish Laboratory come ricercatore post-doc. L’esperienza inglese dura 3 anni e riguarda la stampa ad alta risoluzione di transistor organici e circuiti, e lo studio delle proprietà elettroniche dei polimeri semiconduttori.
Nel 2010 ritorna in Italia come team leader nel Centro di IIT a Milano. Nel 2015 riceve il suo primo finanziamento da parte dell’ERC per il progetto HEROIC, nel quale ha dimostrato che con l’elettronica a base di carbonio, stampata con metodi veloci ed economici, tipicamente considerata “lenta”, è possibile raggiungere velocità di operazione prima ritenute impossibili, così da estenderne le applicazioni.
Attraverso il nuovo progetto ELFO, Caironi ha l’obiettivo di sviluppare una nuova piattaforma tecnologica che permetta di introdurre in modo impercettibile, sensori ed intelligenza, nonché la capacità di comunicare con l’esterno, in qualsiasi materiale od oggetto commestibile. Inoltre, il finanziamento gli permetterà di allargare il proprio gruppo di lavoro, assumendo 7 giovani ricercatori nell’arco dei 5 anni.
Il piano di ricerca ambizioso sarà attuato lungo due linee di sviluppo. Da una parte Caironi studierà le proprietà elettroniche dei prodotti alimentari e dei derivati alimentari, per poi unirli a materiali di sintesi commestibili, dando vita a una nuova libreria di materiali elettronici edibili; dall’altra si focalizzerà sullo sviluppo di processi di stampa e di scrittura diretta che permetteranno di fabbricare circuiti commestibili impercettibili, 20 volte più sottili di una pellicola per alimenti, con il grado di precisione offerto dalla microelettronica.
Le attività di studio convergeranno nella realizzazione di due primi dimostratori. Il primo sarà una pillola “elettronica” ingeribile, controllata da radiofrequenze e in grado sia di rilevare il livello di pH che di rilasciare a comando alcuni farmaci all’interno dell’intestino. Il secondo sarà un’etichetta intelligente, anch’essa in grado di ricevere ed emettere radiofrequenze, e utilizzabile all’interno o sulla superficie dei cibi per evitare l’alterazione nella filiera alimentare.