Es ist allgemein bekannt, dass sich Elektronik und Wasser nicht vermischen: Sie wissen das, auch wenn Ihr Mobiltelefon noch nie aus der Hand in die Badewanne gefallen ist. So war es im vergangenen Sommer mit einigem Alarm, als ich John A. Rogers dabei beobachtete, wie er fröhlich Wasser auf einen integrierten Schaltkreis schoss.
Aus dieser Geschichte
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John Rogers 'Ziel ist nichts weniger als die Grenze zwischen Mensch und Maschine. (Foto von Timothy Archibald) 
Zu den technologischen Wundern, die aus Rogers 'Forschung hervorgehen, gehört eine Kamera, die vom Auge eines Insekts inspiriert ist. (John Rogers, Beckman Institute, Universität Illinois, Urbana-Champaign) 
Eine Schädeldecke, die die Schwere von Kopfkollisionen überwacht. (Foto mit freundlicher Genehmigung von MC10) 
John Rogers Forschung hat eine Elektrode geschaffen, die sich dem Gehirn anpasst. (John Rogers, Beckman Institute, Universität Illinois, Urbana-Champaign) 
Bevor Rogers Geräte für den Körper baute, testete er verschiedene Materialien wie Silizium und Galliumnitrid. (John Rogers, Beckman Institute, Universität Illinois, Urbana-Champaign) 
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Wir waren in einem Labor an der Universität von Illinois in Urbana-Champaign, und Rogers - ein Materialwissenschaftler dort - und das Bild der Gesundheit in gestärktem Polo, Khaki und Pfadfinderring - hatten sich einer generischen Sprühflasche bedient. Die Rennstrecke, ein Funkoszillator, glitzerte auf einem Stück Kunstrasen, das einige Postdocs als Kulisse für draußen eingerichtet hatten.
Der erste Wasserstrahl ließ den Kreislauf langsam kräuseln, wie ein Stück Papier, das gerade Feuer gefangen hatte. Als Rogers wieder sprühte, kauerte die Rennstrecke und brach in sich zusammen. Die nächsten Spritzer waren Todesstöße: Die Rennstrecke und ihr transparenter Seidenrücken schrumpften zu einer flüssigen Kugel zusammen, die über einen langen Grashalm tropfte. Was vor wenigen Sekunden eine funktionierende Elektronik mit Dioden, Induktivitäten und Siliziumtransistoren gewesen war, war jetzt nicht auffälliger - oder für diese Welt lang - als ein Tropfen Morgentau.
"Ja, es ist ziemlich funky", sagt Rogers, der 46 ist und die ernsthafte Art des Nachbarn hat. Aber das war kein Salon-Trick. Rogers und sein Forscherteam entwarfen die Schaltung für „Vergänglichkeit“: Sie wurde geboren, um zu sterben. Und wie Rogers sieht, könnte das Elektronik in der Medizin, in Umweltstudien und in der nationalen Sicherheit in unerforschte Gewässer leiten. Möglicherweise sehen wir bald Sensoren, die den Blutdruck in der Aorta nach einer Herzoperation verfolgen und sich dann auflösen, sobald ein Patient den Wald verlassen hat. Oder ein ungiftiges Mobiltelefon, bei dem wir absichtlich den Bach runter spülen, wenn wir für ein Upgrade bereit sind. Oder sensible Schlachtfeld-Technologie, die in die Hände des Feindes gelangt, bevor sie plumpst . "Wir hoffen, dass dies einen hohen Stellenwert hat", sagt er. "Es ist nicht nur eine Neugier."
Die vergängliche Elektronik könnte die aufregendste Erfindung sein, die Rogers 'Labor bisher gemacht hat. Rogers' Labor ist eine Ideenfabrik, deren Veröffentlichungsrate in wichtigen wissenschaftlichen Fachzeitschriften nur durch die Ausgabe von Schlagzeilen erregenden Gizmos übertroffen wird. Rogers, der einen der höchsten Lehrstühle der Universität innehat, hat Termine in fünf Abteilungen. Er leitet auch das Frederick Seitz Materials Research Laboratory der Schule. In den meisten Jahren hat er Dutzende von Artikeln verfasst oder mitverfasst, viele davon für Fachzeitschriften wie Science and Nature . Aber sein Labor, trotz seiner ernsthaften Wissenschaft, könnte für den Bionic Man genauso gut ein Rückgrat sein.
Rogers und seine Mitarbeiter haben zellophanähnliche Hüllen aus Elektronik gebaut, die die wellenförmigen Oberflächen des Herzens umhüllen. Sie haben augapfelförmige Kameras hergestellt, die das Sehen von Menschen und Insekten imitieren, und weiche Fäden aus winzigen LEDs, die direkt in das Gehirn injiziert werden können. Während meines Besuchs zeigte mir ein Postdoktorand ein mit Transistoren infundiertes temporäres Haut-Tattoo - „Epidermal Electronics“ - das Krankenhauspatienten vom Gewirr von Drähten und ansteckbaren Sensoren befreien konnte, die Ärzte über die Vitalfunktionen auf dem Laufenden halten.
Rogers hat sich in der wissenschaftlichen Welt einen Namen gemacht, nicht nur um diese Ideen zu erfinden, sondern auch um herauszufinden, wie man sie baut. Viele seiner Erkenntnisse sind das Ergebnis einer untersuchten Missachtung des Status Quo über Silizium-basierte Schaltkreise.
Steifheit, Steifheit und Haltbarkeit sind die Eckpfeiler der modernen Elektronik. Sie sind in das eigentliche Vokabular eingebettet: Mikrochip, Festkörper, Leiterplatte. Für 90 Prozent der Dinge, die die Elektronik heute macht, mag das in Ordnung sein. Rogers interessiert sich für die anderen 10 Prozent: Er möchte Hardware weich machen - weich genug für die sich bewegenden, schwellenden und pulsierenden Konturen des menschlichen Körpers und der natürlichen Welt. Sein Ziel ist nichts weniger als die Grenze zwischen Mensch und Maschine. Das Gehirn „ist wie Wackelpudding und es ist zeitdynamisch und bewegt sich“, sagt Rogers. "Ein Siliziumchip ist in Geometrie und Mechanik völlig unpassend und kann keine Bewegung aufnehmen, ohne diese Bewegung einzuschränken."
Sicher, eine elektronische Sonde kann in Hirngewebe versenkt werden. „Aber jetzt hast du eine Nadel in einer Schüssel mit Wackelpudding, die herumschwappt.“ Wer würde das wollen?
Für kurze Zeit sah Rogers, wie andere Forscher auch, Plastikschaltungen als die Lösung. Die Flexibilität von Kunststoff war jedoch mit einem enormen Preis verbunden: Elektrisch war er 1000-mal langsamer als Silizium, der Superstar der Halbleiter. "Man konnte nichts tun, was einen ausgeklügelten Hochgeschwindigkeitsbetrieb erforderte", sagt er.
Also warf er Silicon einen zweiten Blick zu. Bald entwickelte er eine Technik, mit der man sie in so dünne Schichten schneiden konnte - 100 Nanometer oder ein Tausendstel so dünn wie ein menschliches Haar -, dass nur wenige davon träumten, dass sie sich bogen, verdrehten und, wenn sie in einem Schlangenmuster eingefädelt wurden, sogar gedehnt. Dann ging er weiter. In einem Titelartikel in Science im vergangenen Jahr kündigte er an, dass sich Silizium, wenn es noch dünner wäre (35 Nanometer), innerhalb weniger Tage vollständig in biologischen Flüssigkeiten oder Wasser auflösen würde.
Rogers wusste, dass die Dicke eines herkömmlichen Siliziumwafers von einem Millimeter nichts mit Leitfähigkeit zu tun hatte: Das Gewicht ist hauptsächlich vorhanden, damit Roboter es durch die verschiedenen Herstellungsschritte bewegen können, ohne es zu zerbrechen.
„In dieser gigantischen Branche dreht sich alles um Wafer-basierte Elektronik. Aus diesem Grund wird Silizium traditionell betrachtet und gesagt:‚ Es ist nicht flexibel, wir müssen ein anderes Material für flexible Schaltkreise entwickeln '“, sagt er. „Aber wenn man auf der Ebene der Mechanik genauer darüber nachdenkt, merkt man schnell, dass nicht das Silizium das Problem ist, sondern der Wafer das Problem. Und wenn Sie in der Lage sind, die darunter liegenden Siliziummaterialien zu entfernen, die nicht am Betrieb der Schaltung beteiligt sind, bleibt Ihnen ein sehr dünnes Siliziumblatt übrig “, so schlapp wie Loseblattpapier.
Am Ende eines Arbeitstages im Juli schlüpfte Rogers in einen Konferenzraum neben seinem Büro und stieg wenige Augenblicke später in athletischen Shorts, weißen Röhrensocken und Turnschuhen aus. Bevor wir den Campus verließen, um seine Frau und seinen Sohn zum Tennis in einem öffentlichen Park zu treffen, gab er mir einen Rundgang durch sein Büro, dessen Bücherschränke voller Demos seiner Erfindungen waren, die in Plastikschatullen verpackt waren: Auf den Etiketten stand „Fly Eye Camera“ "Näherungssensor auf Vinylhandschuh", "dehnbare Solarzellen", "gedrehte LED".
Rogers räumt mit der Idee auf, dass seine flexible und dehnbare Elektronik einen Quantensprung darstellt. "Unser Zeug ist wirklich nur Newtonsche Mechanik", sagt er. Sein Silizium entspricht einem in der Fabrik hergestellten Wafer, ein Blatt Papier einem Zwei-mal-Vier-Wert: Die gleiche Salami, die nur viel dünner geschnitten wurde.
"Eine der Stärken von John ist, dass er erkennt, wie man eine Technologie, die bereits in hochentwickelter Form existiert, nutzt und etwas Neues hinzufügt, um neue Anwendungen zu erhalten", sagt George Whitesides, der renommierte Harvard-Chemiker, in dessen Labor Rogers arbeitete ein Postdoc. "In dieser Kluft zwischen Wissenschaft und Technik ist er außerordentlich kreativ."
Rogers 'transiente Schaltkreise sind mit Seidenprotein ummantelt, das die Elektronik vor Flüssigkeit schützt und selbst so formuliert werden kann, dass es sich in wenigen Sekunden oder Jahren auflöst. In der Seide befinden sich Schaltungskomponenten, deren Materialien - Silizium, Magnesium - in Chemikalien zerfallen, die in einigen Vitaminen und Antazida enthalten sind. (In einer Rede vor einer Maschinenbaugruppe im vergangenen Dezember schluckte Rogers einen seiner Schaltkreise auf eine Herausforderung hinunter. „Es schmeckt nach Hühnchen“, scherzte er mit dem Publikum.)
Jahrelange klinische Studien, gefolgt von behördlichen Zulassungen, warten auf die Einführung dieser Geräte in den menschlichen Körper. Es ist ein Bereich aktiver Studien, wie diese Geräte mit Strom versorgt und drahtlos verbunden werden können. Aber die Welt der Wissenschaft, Wirtschaft und Regierung hat früh und häufig davon Kenntnis genommen. Die MacArthur Foundation verlieh ihm 2009 ein „Geniestipendium“ und nannte sein Werk „die Grundlage für eine Revolution in der Herstellung von Industrie-, Verbraucher- und biokompatibler Elektronik“. Zwei Jahre später gewann er den Lemelson-MIT-Preis, eine Art Preis von Oscar für Erfinder. Jeder kam mit einem Scheck über 500.000 Dollar.
Rogers ist Mitbegründer von vier Start-up-Unternehmen, um sein riesiges Patentportfolio zu nutzen. Sie haben ein Kapital von mehreren zehn Millionen Dollar aufgebracht und beobachten Märkte - Biomedizin, Solarenergie, Sport, Umweltüberwachung und Beleuchtung - so vielseitig wie seine kreativen Impulse. Anfang dieses Jahres hat ein Unternehmen, MC10, in Zusammenarbeit mit Reebok sein erstes Produkt auf den Markt gebracht: Checklight, eine Schädelkappe mit flexiblen Silikonschaltungen, die alleine oder unter Fußball- oder Hockeyhelmen getragen werden kann und die Spieler durch eine Reihe von Blitzen auf mögliche Kopfstöße aufmerksam macht LEDs.
***
Rogers wurde 1967 in Rolla, Missouri, als ältester von zwei Söhnen geboren. Zwei Jahre später, an dem Tag, an dem sein Vater, John R. Rogers, die mündliche Prüfung für einen Physik-Doktortitel an der staatlichen Universität abschloss, stapelte sich die Familie in ein Auto für Houston. Texacos Labor dort hatte seinen Vater beauftragt, nach Öl zu suchen, indem er unterirdische Felsformationen akustisch durchsuchte.
Seine Mutter, Pattiann Rogers, eine ehemalige Lehrerin, blieb zu Hause, während die Jungen jung waren, und schrieb Gedichte, oft über Wissenschaft und Natur.
Die Familie ließ sich im Houstoner Vorort Stafford in einer neuen Unterteilung nieder, die an die Weide grenzte. John und sein jüngerer Bruder Artie würden sich auf die Felder wagen und Stunden später mit Schlangen, Schildkröten und einer Menagerie von „Varmints“ zurückkehren, erzählte mir seine Mutter.
Pattiann weckte die Faszination ihrer Söhne für die Natur, nahm an ihren Outdoor-Eskapaden teil und machte sich danach oft Notizen. Sie veröffentlichte mehr als ein Dutzend Bücher und gewann fünf Pushcart-Preise sowie ein Guggenheim-Stipendium.
Als ich fragte, ob eines ihrer Gedichte von John als Junge inspiriert sei, verwies sie mich auf „Konzepte und ihre Körper (Der Junge auf dem Feld allein)“ über die Schnittstelle von natürlichem Geheimnis und wissenschaftlicher Abstraktion.
„Er starrt auf das Auge der Schlammschildkröte / Lange genug sieht er dort die Konzentrizität “, beginnt es.
Rogers erzählte mir, dass „Gespräche mit meinem Vater über das Abendessen in der Kindheit von Physik und Naturwissenschaften bis zu inspirierenderen Aspekten der Naturwissenschaften durch meine Mutter reichen würden. Es entstand die Vorstellung, dass Kreativität und Kunst ein natürlicher Teil der Wissenschaft sind. Nicht nur die Ausführung, sondern auch die Implikationen und Erkenntnisse, die sich daraus ergeben. “
Rogers, der öffentliche Schulen besuchte und ein Eagle Scout werden sollte, ging in der vierten Klasse zu seiner ersten Wissenschaftsmesse mit "diesem gigantischen Parabolreflektor, der die texanische Sonne aufnehmen und sie in Bezug auf die erzeugbare Energie absolut nuklear machen könnte" In der fünften Klasse gewann er eine bezirksweite Messe mit einer Kiste mit Spiegeln und Lichtquellen, die die Illusion eines Mannes hervorrief, der in ein UFO trat.
Er beendete die Studienarbeiten so schnell, dass ein Großteil seines Abiturjahres als selbstständiges Studium galt. Mit Supercomputern im Labor seines Vaters und unzähligen nicht gesichteten Tiefenmessdaten schrieb er neue Algorithmen für die Kartierung des Meeresbodens und entdeckte eine riesige Salzzunge am Boden des Golfs von Mexiko. Die Ergebnisse brachten Rogers eine Reihe von College-Stipendien bei einer Houston-weiten Wissenschaftsmesse ein, die in diesem Jahr im Astrodome stattfand.
Während seines Studiums an der University of Texas in Austin arbeitete er in einem Labor eines Chemieprofessors. Er arbeitete Schulter an Schulter mit hochrangigen Forschern inmitten all dieser funkelnden Glaswaren und war gebannt. Heute stellt er 30 bis 50 Stellen für Studenten in seinen eigenen Labors zur Verfügung, fast so viele wie der Rest der Abteilung für Materialwissenschaften zusammen. "Ich muss mir die Noten nicht ansehen: Wenn sie reinkommen wollen, sind sie reinkommen", sagt er. "Es zeigt ihnen, dass Unterricht wichtig für die Wissenschaft ist, aber es ist nicht die Wissenschaft selbst."
Er studierte Chemie und Physik in Austin und erwarb dann einen Master in denselben Fächern am MIT. Keith Nelson, ein Optik-Experte am MIT, war von Rogers 'erstaunlichen frühen Aufzeichnungen so beeindruckt, dass er den ungewöhnlichen Schritt unternahm, einen Brief zu verfassen, und ihn aufforderte, einen Doktortitel zu schreiben. "Er hatte nur so viele Indikatoren, dass er großartige Dinge in der Wissenschaft erreichen konnte", sagt Nelson.
In seinem zweiten oder dritten Jahr an der Graduiertenschule fand Rogers Wege, Nelsons Methoden zu rationalisieren. In einem bemerkenswerten Fall ersetzte er ein Spinnennetz aus sich kreuzenden Laserstrahlen und akribisch gekippten Spiegeln, mit dem die Dämpfung von Schallwellen untersucht wurde, durch eine einzige lichtbeugende Maske, die mit einem Strahl in einem Bruchteil der Zeit dieselben Ergebnisse erzielte.
Hatte schon jemand daran gedacht? Ich fragte Nelson. „Ich kann dir sagen, dass wir das früher hätten realisieren sollen, aber Tatsache ist, dass wir es nicht getan haben. Und ich meine nicht nur uns “, sagte er. "Ich meine das ganze Feld."
Für seine Doktorarbeit entwickelte Rogers eine Technik, um die Eigenschaften von Dünnfilmen zu bestimmen, indem sie Laserpulsen ausgesetzt werden. Die Menschen in der Halbleiterindustrie schauten schon zu, bevor er die Graduiertenschule verließ. Zur Qualitätskontrolle benötigen Fabriken genaue Messungen der ultradünnen Innenschichten eines Mikrochips, wenn diese abgeschieden werden. Die vorherrschende Methode, die Schichten mit einer Sonde zu berühren, war nicht nur langsam. Es bestand auch die Gefahr, den Chip zu beschädigen oder zu verschmutzen. Rogers 'Laseransatz bot eine verlockende Lösung.
In seinem letzten Jahr am MIT rekrutierten Rogers und ein Klassenkamerad Schüler der Sloan School of Management der Schule und verfassten einen 100-seitigen Geschäftsplan. Nelson wandte sich an einen Nachbarn, der ein Risikokapitalgeber war, und bald hatte die Gruppe Investoren, einen CEO und Meetings im Silicon Valley.
Der Wechsel vom Klassenzimmer zum Sitzungssaal verlief nicht immer reibungslos. Bei einem Treffen bei Tencor, einem Unternehmen für Chiptests, projizierte Rogers Transparenz nach Transparenz von Gleichungen und Theorie.
"Hör auf, das ist zu viel", mischte sich ein Tencor-Manager ein. "Warum sagst du mir nicht, was du messen kannst und ich sage dir, ob wir es verwenden können."
Rogers ging seine Liste durch: Steifheit, Delamination, Schallgeschwindigkeit in Längsrichtung, Wärmeübertragung, Ausdehnungskoeffizient.
Nein, ist mir egal, nein, nein, sagte die Exekutive. Was ist mit Dicke? Können Sie das tun?
Ja, sagte Rogers, obwohl es der einzige Maßstab war, den er in seinem Geschäftsplan nicht einmal genannt hatte.
Das ist, was ich will, sagte die Exekutive.
"Das war ein bahnbrechender Moment in unserem Leben", erinnert sich Matthew Banet, der MIT-Klassenkamerad, der das Startup mitbegründet hat und jetzt Chief Technology Officer für ein Unternehmen für medizinische Software und Geräte ist. "Wir gingen zurück mit dem Schwanz zwischen den Beinen."
Zurück in Cambridge haben sie monatelang an dem Lasersystem herumgebastelt, bis es genau das tat, was Tencor wollte: Abweichungen in der Dicke von nur einem Zehntel Angström oder einem Hundertstel Milliardstel Meter messen.
Das Geben und Nehmen zwischen Industrie und Erfinder war aufschlussreich. Rogers sah, dass „manchmal der technologische Schub das wissenschaftliche Verständnis antreibt und nicht umgekehrt.“ Er und seine Kollegen hatten bereits Artikel über die Lasertechnik veröffentlicht, aber Tencors Anforderungen zwangen sie, „viel mehr darüber zu verstehen“ die Optik und Physik und Akustik und Signalverarbeitung.
"Es stellte die gesamte wissenschaftliche Forschung in den Kontext von etwas, das über die Veröffentlichung in einer wissenschaftlichen Zeitschrift hinaus von Wert sein könnte."
Das Laserstartup von Rogers, Active Impulse Systems, beschaffte Risikokapital in Höhe von 3 Millionen US-Dollar und verkaufte 1997 seine erste Einheit, die InSite 300. Im August 1998, drei Jahre nach ihrer Gründung, erwarb Phillips Electronics das gesamte Unternehmen für 29 US-Dollar Million.
***
Wenn Keith Nelsons Labor Rogers das Messen beibrachte, brachte ihm das Labor von George Whitesides in Harvard das Bauen bei. Rogers reiste 1995 dorthin, gleich nachdem er promoviert hatte. Die Leidenschaft von Whitesides zu dieser Zeit galt der weichen Lithografie, einer Technik zur Verwendung eines Gummistempels zum Drucken molekulardicker Tintenmuster. Rogers erkannte bald das Potenzial für das Einfärben von Schaltkreisen auf gekrümmten Oberflächen wie Glasfaserkabeln. Diese Idee und die darauf folgenden Patente und Veröffentlichungen brachten ihm ein Stellenangebot von Bell Labs, dem legendären Forschungszweig von AT & T, im Norden von New Jersey ein. Rogers 'Frau, Lisa Dhar, eine andere physikalische Chemikerin und MIT-Klassenkameradin, die er 1996 geheiratet hatte, arbeitete bereits dort. Sie hatten eine Fernbeziehung geführt.
"Für mich war es wie im Paradies", sagt er über Bell Labs, die Pionierarbeit für den Transistor, die Laser- und wegweisenden Programmiersprachen wie C geleistet hatten. "Ich war von dieser Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Technologie angezogen." führte zu massiven Entlassungen bei Bell Labs und dann zu einer weiteren Bombe: Ein junger Forscher in Rogers 'Abteilung hatte Daten für eine Reihe wichtiger Zeitungen erfunden, ein Skandal, der landesweite Schlagzeilen machte. Rogers entschloss sich, an die University of Illinois zu gehen, weil sie über eine umfangreiche technische Abteilung verfügt und über umfangreiche Ressourcen für interdisziplinäre Forschung verfügt. (Auch ein Baby - ihr einziges Kind, John S. - war unterwegs, und die Familie seiner Frau stammte aus Chicago.)
Es dauerte nicht lange, bis Rogers eine Forschungsgruppe von 25 Postdocs, 15 Doktoranden und mehreren Dutzend Studenten zusammengestellt hatte. Die Größe der Gruppe ermöglichte Kollaborationen, die so unterschiedlich waren, dass man sie als promiskuitiv bezeichnen könnte. Während meines dreitägigen Besuchs hatte Rogers Besprechungen oder Telefonkonferenzen mit einem Nanoröhrchenexperten der Lehigh University. ein Kardiologe der Universität von Arizona; Wärmebildspezialist an den National Institutes of Health; ein Team von theoretischen Physikern, die sich von der Northwestern University zusammengeschlossen hatten; und ein Modeprofessor, der vom Art Institute of Chicago gekommen war, um über LED-Kleidung zu sprechen.
Während einer halbstündigen Pause, in die er seinen dreizehnstündigen Arbeitstag aufteilt, sahen wir fünf Studenten, die genau geplante Diashows über ihre Sommerforschungsprojekte gaben. Rogers, dessen Beine unter dem Tisch hüpften, als rannten sie auf eine neue Enthüllung zu, pingte die Schüler mit Fragen an, machte ein Gruppenfoto und gab den Top-Moderatoren Geschenkkarten - alles bevor die halbe Stunde vorbei war.
Whitesides erzählte mir, dass Rogers nicht von dem „hier nicht erfundenen“ Syndrom belastet wird, von dem viele Wissenschaftler betroffen sind, die befürchten, dass Kollaborationen ihre Originalität beeinträchtigen könnten. "John ist der Ansicht, dass er es, wenn es eine gute Idee ist, gerne auf eine neue Art und Weise nutzt."
"Viele der wichtigsten Fortschritte in der Forschung finden an den Grenzen zwischen den traditionellen Disziplinen statt", sagt Rogers. Sein wissenschaftlicher Artikel über transiente Elektronik listet 21 Mitautoren aus sechs Universitäten, drei Ländern und einer kommerziellen Beratungsfirma auf.
Die Studenten haben einige seiner bekanntesten Erfindungen inspiriert. Nachdem man Rogers über die weiche Lithographie sprechen hörte, fragte man ihn, ob die Technologie jemals Silizium gestempelt hätte, anstatt nur Tintenmoleküle. "Er hatte keine Ahnung, wie es geht, aber er hat es als Frage rausgeworfen: die Art von Frage, die ein Student im ersten Studienjahr stellen würde."
Das Problem, mit dem Rogers konfrontiert war, war, wie man hartes Silikon in ein schwammiges Stempelkissen verwandelt. Aus einer Reihe von Experimenten ging hervor, dass Sie eine dünne Oberflächenschicht zart machen könnten, die sich auf einem Stempel wie Tinte ablösen würde, wenn Sie einen Siliziumblock in einem unorthodoxen Winkel in Wafer schneiden und den Wafer dann in einer bestimmten chemischen Lösung waschen würden. Das Muster - zum Beispiel ein Schaltungselement - könnte abgehoben und auf eine andere Oberfläche gedruckt werden.
„Das hat noch niemand gemacht“, sagt Christopher Bettinger, Materialwissenschaftler bei Carnegie Mellon. Unter den vielen technischen Rätseln, die Rogers entwirrte, befand sich "reversible Klebrigkeit".
"Wenn Sie Ihren Finger lecken und in Puderzucker legen, können Sie Puderzucker aufheben", sagte Bettinger analog. "Aber wie setzen Sie dann den Zucker auf etwas anderes?" Rogers tat es mit einer Verschiebung der Geschwindigkeit: Um den Stempel einzufärben, berühren und heben Sie ihn schnell; Zum Beschriften einer neuen Oberfläche berühren und langsam anheben. Die Entdeckung ermöglichte es ihm, Silizium-Nanomembranen nahezu überall zu implantieren: Kunststoffe und Gummi für seine tätowierungsähnliche Elektronik und Seide für die auflösbaren. Er fand heraus, dass er sogar Schaltkreise direkt auf die Haut prägen konnte.
Aleksandr Noy, Bioelektronik-Experte am Lawrence Livermore National Laboratory, sagte mir, dass Rogers 'Statur ein Produkt von „Papieren, geladenen Vorträgen und Aufzeichnungen“, aber auch von etwas Unfassbarem ist: „dem coolen Faktor“.
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Das Geld für Rogers 'transiente Elektronikarbeit kommt hauptsächlich von der Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa), einer Abteilung des Verteidigungsministeriums, die einige der wildesten Ideen in der Wissenschaft finanziert.
Rogers, der eine Sicherheitsüberprüfung durch die Regierung hat, sagt, Darpa möchte, dass er bei bestimmten militärischen Apps Mutter bleibt. "Aber Sie können sich vorstellen", sagt er. Ich musste nicht In einer Pressemitteilung von Januar 2013 auf der Website von Darpa werden die Ziele des Programms „Vanishing Programmable Resources“ (Verschwinden programmierbarer Ressourcen), das Rogers 'Forschungsergebnisse untermauert, explizit erläutert: Die Agentur sucht nach Wegen, um mit den Radios, Telefonen, Fernsensoren und anderen hochentwickelten Elektronikkomponenten umzugehen, die sich entwickeln nach US-Militäreinsätzen über das Schlachtfeld verstreut. Wenn dieser E-Müll vom Feind gefangen genommen wird, könnte er den strategischen technologischen Vorteil von DoD gefährden.
"Was ist, wenn diese Elektronik einfach verschwindet, wenn sie nicht mehr benötigt wird?", Heißt es in der Pressemitteilung.
Kein Zweifel, Q - der Laborleiter des britischen Geheimdienstes in den 007-Filmen - wäre beeindruckt. Rogers für seinen Teil scheint über die Anwendungen, über die er sprechen kann, sehr aufgeregt zu sein. Er und seine Kollegen stellen sich Sensoren vor, die Ölverschmutzungen über einen festgelegten Zeitraum verfolgen und dann zu Meerwasser schmelzen, und Mobiltelefone mit ungiftigen Kreisläufen, die biologisch abgebaut werden, anstatt Mülldeponien zu vergiften - und hinterlassen keine Speicherkarten, auf denen Snoops nach persönlichen Daten suchen können. Sie sehen auch eine Truhe mit medizinischen Geräten: „Smart Stents“, die berichten, wie gut eine Arterie heilt; eine Pumpe, die Medikamente in schwer zu erreichendes Gewebe titriert; "Elektrozeutika", die den Schmerz eher mit elektrischen Impulsen bekämpfen als mit Medikamenten.
Ein Vorteil der „Vergänglichkeit“ temporärer medizinischer Implantate besteht darin, dass Patienten die Kosten, den Aufwand und das Gesundheitsrisiko einer zweiten Operation für das Abrufen der Geräte sparen. Laut Rogers ist es jedoch weniger das Ziel, vorhandene In-vivo-Technologien wie Herzschrittmacher, Cochlea-Implantate oder Tiefenhirnstimulatoren zu ersetzen, als die Elektronik dahin zu bringen, wo sie noch nie zuvor war.
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Vor nicht allzu langer Zeit flog Rogers mit seiner Großfamilie nach Malta, wo sein Bruder als Videospieldesigner arbeitet. Rogers hatte beim Schnorcheln eine Flunder entdeckt, und im Taxi vom Strand zum Haus seines Bruders staunte seine Mutter, der Dichter Pattiann, über die Entwicklung der Fische mit den Augen auf dem Rücken. "Die verschiedenen Arten, wie das Leben überlebt hat", sagte sie zu ihrem Sohn und lenkte das Gespräch in eine mystische Richtung. "Warum das?"
Ihr Sohn war genauso neugierig auf die Flunder, aber aus Gründen, die wenig mit Metaphysik zu tun hatten.
"Es ist nicht das Warum ", sagte er ihr. "Es ist das Wie : Wie haben sie es gemacht."
