Maailman ensimmäinen puutransistori

08.06.2023

Linkoping-ensimmainen-puutransistori-300-t.jpgLinköpingin yliopiston ja KTH Royal Institute of Technologyn tutkijat ovat kehittäneet maailman ensimmäisen puusta valmistetun sähköisen transistorin. Heidän tutkimus tulos tasoittaa tietä puupohjaisen elektroniikan jatkokehittämiselle ja elektronisten kasvien ohjaukselle.

”Olemme keksineet ennennäkemättömän periaatteen. Kyllä, puutransistori on hidas ja iso, mutta se toimii ja sillä on valtava kehityspotentiaali”, sanoo Linköpingin yliopiston orgaanisen elektroniikan laboratorion vanhempi apulaisprofessori Isak Engquist.

Aiemmissa kokeissa puusta valmistetut transistorit ovat pystyneet säätelemään vain ionikuljetusta. Ja kun ionit loppuvat, transistori lakkaa toimimasta. Linköpingin tutkijoiden kehittämä transistori voi kuitenkin toimia jatkuvasti ja säädellä sähkövirtaa heikentymättä.

Tutkijat käyttivät balsapuuta transistorin luomiseen, koska siihen liittyvä tekniikka vaatii rakeetonta puuta, joka on kauttaaltaan tasaisesti rakentunut. He poistivat ligniinin jättäen jäljelle vain pitkiä selluloosakuituja, joissa oli kanavia siellä, missä ligniini oli ollut.

Nämä kanavat täytettiin sitten johtavalla muovilla tai polymeerillä, nimeltään PEDOT:PSS, mikä tuotti sähköä johtavan puumateriaalin. Tutkijat käyttivät tätä sitten puutransistorin rakentamiseen ja pystyivät osoittamaan, että se pystyy säätelemään sähkövirtaa ja tarjoamaan jatkuvaa toimintaa valitulla lähtötasolla.

Puutransistotri pystyy moduloimaan sähkövirtaa huokoisessa ja paksussa transistorikanavassa (1 mm) päälle/pois-suhteella 50. Virran poiskytkentä kestää noin sekunnin ja päällekytkentä noin viisi sekuntia.

Laite reagoi hyvin hilajännitteen modulaatioon ja sen dynaamiset kytkentäominaisuudet ovat samanlaiset kuin orgaanisilla sähkökemiallisilla transistoreilla.

Tämä puupohjainen laite ja ehdotettu toimintaperiaate osoittavat mahdollisuuden sisällyttää puuhun aktiivista elektronista toiminnallisuutta, mikä ehdottaa erilaisia biopohjaisia elektroniikkalaitteita.

Mahdollisia sovelluksia voisivat olla sähköisten kasvien säätely, joka on toinen vahva tutkimusalue Linköpingin yliopistossa. Eräs etu transistorikanavan suuresta koosta on, että se voi mahdollisesti sietää suurempaa virtaa kuin tavalliset orgaaniset transistorit, mikä voi olla tärkeää tietyissä tulevissa sovelluksissa.

Aiheesta aiemmin:

Energian varastointi kasvien elektronisiin juuriin

Energiaa kasvikunnasta

Elektronisia kasveja
19.06.2024Täysin optinen fotonisiru tunnistaa ja käsittelee
19.06.2024Uusia toiveita sinkki-ilma akuille
17.06.2024Elektroneille viisikaistainen supervaltatie
14.06.2024Energiatehokasta kvanttilaskentaa magnoneilla
13.06.2024Pienenergian keruu tehostuu
12.06.2024Uusia menetelmiä 2D-materiaalien muokkaukseen
11.06.2024Infrapunan kuvaustekniikkaa arkikäyttöön
10.06.2024Kalsiumoksidin kvanttisalaisuus: lähes kohinattomat kubitit
07.06.2024Tehdä sähköä metallista ja ilmasta
06.06.2024Hämä-hämähäkki kiipes elektroniikkaan

Siirry arkistoon »