一颗能检查你肠道状况、然后像一顿饭一样被消化掉的药丸，听起来像科幻小说。然而，由欧盟资助、2020年至2025年在意大利技术研究院开展的ELFO项目，恰恰用蜂蜜、牙膏色素、海藻和红甘蓝汁造出了这样的电子器件。目标是研制更安全、更可持续的设备，有朝一日或许能取代部分侵入性检查。读完之后，你还可以测一测自己会不会信任一颗带传感器的药丸。
可吞服设备提供了一种无创的方式来观察体内情况。它们像普通药丸一样被吞下，可以实时追踪pH值、体温和其他生理参数，从而减少对侵入性检查的需求。
这是它的前景。但据欧盟资助的ELFO项目团队介绍，现实要复杂一些。
如今的可吞服设备含有对患者有害的材料，被丢弃后还会危害环境。这对医学本身也有实际影响。正如项目协调人、意大利技术研究院印刷与分子电子实验室的马里奥·凯罗尼（Mario Caironi）所说：“出于安全考虑，目前大多数可吞服设备的使用必须有人监督，这使大规模健康筛查项目错失了机会。”
换句话说，如果每一个被吞下的传感器都需要专业人员盯着，这种技术就很难大规模使用。
ELFO是“电子食品：为生物医学和食品监测应用实现可食用电子系统”的缩写，它的目标是用食品材料制造可食用电子器件来解决这个问题。该项目由欧洲研究理事会在“地平线2020”框架下资助，从2020年9月1日持续到2025年8月31日，欧盟出资198万欧元。
这个想法说起来简单，做起来很难：设备完成任务后不留痕迹地消失。凯罗尼解释说：“完成功能之后，这些电子器件可以被自然消化，甚至被代谢，不产生电子垃圾。”
研究人员首先建立了一个候选材料库，这些材料具有有用的电子特性，而且容易被人体处理。在决定哪些值得考虑时，他们参考了欧洲食品安全局和美国食品药品监督管理局（FDA）等监管机构的指导意见。
接着，团队对材料进行优化，使它们能够充当导体、绝缘体或半导体，也就是任何电子电路的基本组成部分。随后是关键一步：在模拟胃液和肠液中测试，确保这些材料的性能在体内也能保持，而不只是在实验台上。
有些结果连科学家自己都感到意外。“看到一些奇特的材料出乎意料地好用，真令人兴奋。事实证明，蜂蜜非常适合做晶体管的栅极，而牙膏色素则提供了一种出色而稳定的半导体，”凯罗尼说。
团队利用喷墨打印等低温液体工艺，制造出一整套可食用元件：
项目用这些元件做出了两个演示样机。第一个是用于监测胃肠道健康的智能药丸。第二个是食品传感器，它追踪的是食品的安全和品质，而不是患者的状况。
每个电子设备都需要电源，这是ELFO承担的另一项挑战。团队研制出了他们所称的世界上第一块可食用可充电电池。它的成分读起来更像食谱而不是零件清单：核黄素、槲皮素（洋葱中的一种黄色色素）、紫菜、活性炭、可食用金和盐水。
这项发明的影响远远超出了实验室：《时代》杂志将它列入2023年最佳发明。凯罗尼总结了进展：“我们把可食用电池推进到了能为大多数可吞服设备供电的水平，而食品传感器能够记录食物何时被解冻后又重新冷冻，说明它已经变得不安全，不宜食用。”
对于曾经想过一袋冷冻蔬菜能否熬过从超市回家路程的人来说，后面这一点很有用。
ELFO的工作并没有就此结束。同样由欧洲研究理事会支持的后续项目EAT正在把研究推向更远处。“EAT的目标是实现第一颗完全可食用的药丸，用于测量胃排空时间，这对研究饱腹感的营养学家很有意义。我们希望让这颗可食用药丸成为一个平台，将来可以嵌入更多传感器，用于其他用途，”凯罗尼说。
如果成功，一颗被吞下的药丸就能告诉研究人员食物多快离开胃，之后还能携带其他传感器。
由意大利技术研究院在2020年至2025年间协调的ELFO项目证明，电子器件可以用食物制成：蜂蜜、牙膏色素、β-胡萝卜素、壳聚糖、金箔和红甘蓝汁。团队在模拟消化液中测试了这些材料，做出了用于肠道健康的智能药丸，以及能发现解冻后又重新冷冻的食物的食品传感器，还研制出被《时代》列入2023年最佳发明的可食用可充电电池。后续的EAT项目正致力于研制一颗测量胃排空时间的完全可食用药丸。
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