Maailman ensimmäinen puutransistori

Linköpingin 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