Tranzistor iz lesa – Svet fizike

Raziskovalci na Švedskem so izdelali tranzistor iz lesene deske tako, da so v celoten material vključili električno prevodne polimere na način, ki zadrži prostor za ionsko prevodni elektrolit. Nova tehnika načeloma omogoča uporabo lesa kot predloge za številne elektronske komponente, čeprav ekipa univerze Linköping priznava, da naprave na osnovi lesa ne morejo tekmovati s tradicionalnimi vezji glede hitrosti ali velikosti.

Voden z Isak Engquist of Linköpingov laboratorij za organsko elektroniko, so raziskovalci začeli z odstranjevanjem lignina z deske iz balza lesa (izbranega, ker je brez zrn in enakomerne strukture) z NaClO₂ kemična in toplotna obdelava. Ker lignin običajno predstavlja 25 % lesa, njegova odstranitev ustvari veliko možnosti za vključevanje novih materialov v strukturo, ki ostane.

Raziskovalci so nato delignificirani les postavili v vodno disperzijo električno prevodnega polimera, imenovanega poli(3,4-etilendioksitiofen) – polistiren sulfonat ali PEDOT:PSS. Ko ta polimer difundira v les, prej izolacijski material postane prevodnik z električno prevodnostjo do 69 siemenov na meter – pojav, ki ga raziskovalci pripisujejo nastanku mikrostruktur PEDOT: PSS znotraj 3D lesenega »odra«.

Nato so Engquist in sodelavci izdelali tranzistor z uporabo enega kosa tega obdelanega balza lesa kot kanala in dodatnih kosov na obeh straneh, da so tvorili dvojna tranzistorska vrata. Prav tako so namočili vmesnik med vrati in kanalom v ionsko prevodni gel. Pri tej ureditvi, znani kot organski elektrokemični tranzistor (OECT), uporaba napetosti na vratih sproži elektrokemično reakcijo v kanalu, zaradi katere molekule PEDOT postanejo neprevodne, in zato izklopi tranzistor.

Zmogljivost tranzistorja

Pisanje v PNAS, raziskovalci poročajo, da novi leseni tranzistor modulira električni tok v kanalu tranzistorja debeline 1 mm z razmerjem vklop/izklop 50. V primerjavi s tipičnimi sodobnimi tranzistorji deluje s precejšnjo zakasnitvijo: vklop traja približno pet sekund , medtem ko izklop traja eno sekundo.

»Naš leseni tranzistor deluje po drugačnem principu kot običajni silicijevi tranzistorji, ki preklapljajo z uporabo električnega polja,« pojasnjuje Engquist. "V primerjavi s temi tranzistorji je res počasen in zajeten in ne pričakujemo, da bo kdaj tekmoval s tradicionalnimi mikroprocesorji in vezji."

Nova naprava se dobro odziva na modulacijo napetosti vrat in je v tem pogledu enakovredna drugim OECT. Vendar pa raziskovalci poudarjajo, da lesnega tranzistorja niso razvili z namenom kakršnih koli posebnih aplikacij. "To smo storili, ker smo lahko," pravi Engquist.

Stvari za početi z lesenim tranzistorjem

Ko pritisnete, Engquist predlaga, da bi možne aplikacije lahko vključevale regulacijo elektronskih naprav in vseh naprav, v katerih je iz nekega razloga potrebna električna funkcionalnost v lesu.

Fungus spremeni les v piezoelektričnega, kar mu omogoča napajanje LED

"Ker je kanal našega tranzistorja tako velik, bi morda lahko prenašal višje tokove kot običajni organski tranzistorji," pravi. Svet fizike. "Lahko bi si predstavljali, na primer, uravnavanje toka do/od prihodnjih senzorjev, sončnih celic, zaslonov ali baterij, vgrajenih v les."

Raziskovalci zdaj raziskujejo načine za izboljšanje električnih lastnosti njihovega prevodnega lesa. "Upamo tudi, da bomo lahko ustvarili nove naprave skupaj z našimi kolegi v Laboratoriju za organsko elektroniko, ki so med pionirji na področju elektronskih naprav."

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoAiStream. Podatkovna inteligenca Web3. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• Kovanje prihodnosti z Adryenn Ashley. Dostopite tukaj.
• Kupujte in prodajajte delnice podjetij pred IPO s PREIPO®. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/a-transistor-made-from-wood/