Sebuah transistor terbuat dari kayu – Dunia Fisika

Para peneliti di Swedia telah membuat transistor dari papan kayu dengan memasukkan polimer penghantar listrik ke seluruh material sedemikian rupa sehingga memberikan ruang untuk elektrolit yang bersifat konduktif ionik. Teknik baru ini pada prinsipnya memungkinkan penggunaan kayu sebagai templat untuk berbagai komponen elektronik, meskipun tim Universitas Linköping mengakui bahwa perangkat berbasis kayu tidak dapat bersaing dengan sirkuit tradisional dalam hal kecepatan dan ukuran.

Dipimpin oleh Isak Engquist of Laboratorium Linköping untuk Elektronik Organik, para peneliti memulai dengan menghilangkan lignin dari papan kayu balsa (dipilih karena tidak berbutir dan berstruktur merata) menggunakan NaClO₂ perlakuan kimia dan panas. Karena lignin biasanya membentuk 25% kayu, menghilangkannya akan menciptakan ruang yang luas untuk memasukkan material baru ke dalam struktur yang tersisa.

Para peneliti kemudian menempatkan kayu delignifikasi dalam dispersi berbasis air dari polimer penghantar listrik yang disebut poli(3,4-ethylenedioxythiophene)–polystyrene sulfonate, atau PEDOT:PSS. Setelah polimer ini berdifusi ke dalam kayu, bahan insulasi sebelumnya menjadi konduktor dengan konduktivitas listrik hingga 69 siemens per meter – sebuah fenomena yang para peneliti kaitkan dengan pembentukan struktur mikro PEDOT:PSS di dalam “perancah” kayu 3D.

Selanjutnya, Engquist dan rekannya membuat transistor menggunakan sepotong kayu balsa yang diolah sebagai saluran dan potongan tambahan di kedua sisinya untuk membentuk gerbang transistor ganda. Mereka juga merendam antarmuka antara gerbang dan saluran dalam gel penghantar ion. Dalam susunan ini, yang dikenal sebagai transistor elektrokimia organik (OECT), pemberian tegangan ke gerbang akan memicu reaksi elektrokimia di saluran yang membuat molekul PEDOT tidak berkonduksi, dan oleh karena itu mematikan transistor.

Kinerja transistor

Menulis di PNAS, para peneliti melaporkan bahwa transistor kayu baru memodulasi arus listrik dalam saluran transistor setebal 1 mm dengan rasio hidup/mati 50. Dibandingkan dengan transistor modern pada umumnya, transistor ini beroperasi dengan penundaan yang cukup lama: menyalakan daya memerlukan waktu sekitar lima detik , sedangkan mematikan membutuhkan waktu satu detik.

“Transistor kayu kami beroperasi berdasarkan prinsip yang berbeda dengan transistor silikon konvensional yang beralih menggunakan medan listrik,” jelas Engquist. “Dibandingkan dengan transistor ini, transistor ini sangat lambat dan besar dan kami tidak berharap transistor ini dapat bersaing dengan mikroprosesor dan sirkuit tradisional.”

Perangkat baru ini merespons dengan baik terhadap modulasi tegangan gerbang, dan bekerja setara dengan OECT lain dalam hal ini. Namun, para peneliti menekankan bahwa mereka tidak mengembangkan transistor kayu dengan mempertimbangkan aplikasi spesifik apa pun. “Kami melakukannya karena kami bisa,” kata Engquist.

Hal yang harus dilakukan dengan transistor kayu

Ketika ditekan, Engquist menyarankan bahwa penerapan yang mungkin dapat mencakup pengaturan pabrik elektronik dan perangkat apa pun yang, karena alasan tertentu, memerlukan fungsi listrik di dalam kayu.

Fungus mengubah piezoelektrik kayu, memungkinkannya menyalakan LED

“Karena saluran transistor kami sangat besar, transistor ini mungkin dapat mentolerir arus yang lebih tinggi dibandingkan transistor organik biasa,” katanya Dunia Fisika. “Kita bisa membayangkan, misalnya, mengatur arus ke/dari sensor masa depan, sel surya, layar atau baterai yang dimasukkan ke dalam kayu.”

Para peneliti sekarang mencari cara untuk meningkatkan sifat listrik kayu konduktif mereka. “Kami juga berharap dapat menciptakan perangkat baru bersama rekan-rekan kami di Laboratorium Elektronika Organik, yang merupakan salah satu pionir di bidang pabrik elektronik.”

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
• Beli dan Jual Saham di Perusahaan PRE-IPO dengan PREIPO®. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/a-transistor-made-from-wood/