Un transistor hecho de madera – Physics World

Investigadores en Suecia han construido un transistor a partir de una tabla de madera mediante la incorporación de polímeros eléctricamente conductores en todo el material de una manera que retiene espacio para un electrolito iónicamente conductor. La nueva técnica hace posible, en principio, utilizar la madera como plantilla para numerosos componentes electrónicos, aunque el equipo de la Universidad de Linköping reconoce que los dispositivos basados ​​en madera no pueden competir con los circuitos tradicionales en velocidad o tamaño.

Liderados por isak engquist of Laboratorio de Electrónica Orgánica de Linköping, los investigadores comenzaron eliminando la lignina de una tabla de madera de balsa (elegida porque no tiene grano y tiene una estructura uniforme) usando un NaClO₂ tratamiento químico y térmico. Dado que la lignina normalmente constituye el 25 % de la madera, eliminarla crea un margen considerable para incorporar nuevos materiales a la estructura que queda.

Luego, los investigadores colocaron la madera deslignificada en una dispersión a base de agua de un polímero conductor de electricidad llamado poli(3,4-etilendioxitiofeno)-sulfonato de poliestireno, o PEDOT:PSS. Una vez que este polímero se difunde en la madera, el material previamente aislante se convierte en un conductor con una conductividad eléctrica de hasta 69 siemens por metro, un fenómeno que los investigadores atribuyen a la formación de microestructuras PEDOT: PSS dentro del "andamio" de madera 3D.

A continuación, Engquist y sus colegas construyeron un transistor utilizando una pieza de esta madera de balsa tratada como canal y piezas adicionales a cada lado para formar una puerta de transistor doble. También empaparon la interfaz entre las puertas y el canal en un gel conductor de iones. En esta disposición, conocida como transistor electroquímico orgánico (OECT), la aplicación de un voltaje a la(s) puerta(s) desencadena una reacción electroquímica en el canal que hace que las moléculas de PEDOT no sean conductoras y, por lo tanto, apaga el transistor.

Rendimiento del transistor

Escribiendo en PNAS, los investigadores informan que el nuevo transistor de madera modula la corriente eléctrica en un canal de transistor de 1 mm de grosor con una relación de encendido/apagado de 50. En comparación con los transistores modernos típicos, funciona con un retraso considerable: el encendido tarda unos cinco segundos. , mientras que el apagado tarda un segundo.

“Nuestro transistor de madera funciona según un principio diferente al de los transistores de silicio convencionales que cambian mediante un campo eléctrico”, explica Engquist. “En comparación con estos transistores, es realmente lento y voluminoso y no esperamos que compita nunca con los microprocesadores y circuitos tradicionales”.

El nuevo dispositivo responde bien a la modulación de voltaje de la puerta, funcionando a la par con otros OECT a este respecto. Sin embargo, los investigadores enfatizan que no desarrollaron el transistor de madera con ninguna aplicación específica en mente. “Lo hicimos porque pudimos”, dice Engquist.

Cosas que hacer con un transistor de madera

Cuando se le presiona, Engquist sugiere que las posibles aplicaciones podrían incluir la regulación de plantas electrónicas y cualquier dispositivo en el que, por alguna razón, se necesite funcionalidad eléctrica dentro de la madera.

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“Dado que el canal de nuestro transistor es tan grande, posiblemente podría tolerar corrientes más altas que los transistores orgánicos normales”, dice. Mundo de la física. “Podríamos imaginar, por ejemplo, regular la corriente hacia/desde futuros sensores, celdas solares, pantallas o baterías incorporadas en la madera”.

Los investigadores ahora están explorando formas de mejorar las propiedades eléctricas de su madera conductora. “También esperamos poder crear nuevos dispositivos junto con nuestros compañeros del Laboratorio de Electrónica Orgánica, que se encuentran entre los pioneros en el área de las plantas electrónicas”.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/a-transistor-made-from-wood/