首個工作的木質晶體管標誌著電子元件向可生物降解技術邁出了一步
木材通常在導電方面不是很好,但是現在科學家們已經創造了第一個功能性的木製晶體管。它不是最好的,而且需要額外的加工,但它確實有效,並可能有助於製造出可生物降解的電子產品。
活生生的樹木可以成為夠用的電導體,這要歸功於它們的含水量–尤其是當大量的電力通過它們被輸送時,如雷擊時。但一般來說,用於建築、家具和其他人類產品的枯木的導電能力非常低。
但是最近的研究已經找到了調整這種材料的方法,使其更適合於電子設備,如柔性電池、可生物降解的計算機芯片、可打印的導電油墨,以及石墨烯電路的基底。
現在,林雪平大學和KTH皇家理工學院的科學家已經開發出世界上第一個功能性木質晶體管。他們從輕木開始,選擇其無紋理和均勻的結構,並去除木質素–使木材具有強度的剛性聚合物。這留下了具有中空通道的長纖維素纖維,然後用一種叫做PEDOT:PSS的導電聚合物填充。
最終的結果是一個可以像普通晶體管一樣工作的木製晶體管。該元件可以調節通過它的電流,在選定的輸出水平上提供穩定的電子流,並開啟和關閉電源。儘管如此,它並不是有史以來最好的晶體管,弱勢非常明顯:例如,它需要大約一秒鐘的時間來關閉,而最多需要五秒鐘來打開。
林雪平大學新的木製晶體管的組件Thor Balkhed
該研究的通訊作者伊薩克-恩奎斯特(Isak Engquist)說:”是的,木製晶體管緩慢而笨重,但它確實有效,並且具有巨大的發展潛力。我們在創造木質晶體管時並沒有考慮到任何具體的應用。我們這樣做是因為我們可以。這是基礎研究,表明它是可能的,我們希望它將激發進一步的研究,從而帶來未來的應用。”
該團隊的木質晶體管有一些優勢,可能有助於它找到最終的應用。可生物降解可以幫助減少電子垃圾問題,而且大的導電通道可以讓它比其他有機晶體管處理更多的電流。它也可以被集成到活體植物的電子電路中。
該研究發表在《美國國家科學院院刊》上。