Investigadors de la Universitat de Linköping, en associació amb l'Institut Real de Tecnologia d'Estocolm (KTH), han aconseguit desenvolupar el primer transistor de fusta del món. Aclamat com una fita en biofísica, aplana el camí per a un major desenvolupament de l'electrònica sostenible basada en fusta i la integració de sistemes de control dins de les plantes vives, la qual cosa podria ajudar en l'agricultura i la gestió forestal.
Inventat fa gairebé 100 anys, un transistor és un component electrònic bàsic, generalment fet de silici pur, que controla o amplifica voltatges i corrents elèctrics. Es troben en tots els dispositius electrònics, a vegades en escales microscòpiques. El desafiament aquí era fer que la fusta fos capaç de conduir electricitat.
Al llarg dels anys, s'han explorat innombrables materials en un esforç per trobar nous semiconductors amb l'esperança de descobrir noves aplicacions, com l'electrònica flexible i d'un sol ús. No obstant això, investigadors de la Universitat de Linköping a Suècia van demostrar recentment un transistor fet d'un material que probablement no hauria estat la primera opció per a uns altres: la fusta.
El nou transistor utilitza fusta de bassa com mig estructural, on s'utilitzen processos químics i d'escalfament per a eliminar la lignina, una substància aglutinant que es troba en la fusta. A partir d'aquí, els investigadors accentuant així la presència de fibres de cel·lulosa. Després van omplir els canals buits amb un polímer conductor o plàstic (PEDOT: PSS) perquè el bloc de fusta es tornés elèctricament conductor.
“Hem trobat un principi sense precedents. Sí, el transistor de fusta és lent i voluminós, però funciona i té un gran potencial de desenvolupament”, diu Isak Engquist, professor associat sènior en el Laboratori d'Electrònica Orgànica de la Universitat de Linköping.
En assajos anteriors, els transistors fets de fusta només han pogut regular el transport d'ions. I quan s'acaben els ions, el transistor deixa de funcionar. El transistor desenvolupat pels investigadors de Linköping, no obstant això, pot funcionar contínuament i regular el flux d'electricitat sense deteriorar-se.
Les possibles aplicacions podrien incloure el control de les anomenades plantes electròniques, que és una altra àrea de recerca sòlida en la Universitat de Linköping. Un avantatge que el canal del transistor sigui tan gran és que potencialment podria tolerar un corrent més alt que els transistors orgànics normals, la qual cosa podria ser important per a unes certes aplicacions futures. Encara que tals aplicacions no eren el més important en la ment dels investigadors.
“No creem el transistor de fusta amb cap aplicació específica en ment”, comenta Engquist. “Ho vam fer perquè vam poder. Aquesta és una recerca bàsica que mostra que és possible i esperem que inspiri més recerques que puguin conduir a aplicacions en el futur”.
Si bé el transistor desenvolupat en si mateix té poc valor, el fet que la fusta pugui usar-se com a dispositiu de commutació presenta nombroses possibilitats futures. Una d'aquestes aplicacions, que els investigadors estan explorant ara, és el creixement d'elements conductors dins dels arbres vius a mesura que creixen. Si això es pot aconseguir, és possible prendre mesures elèctriques internes d'una planta sense causar cap mal a través d'elèctrodes invasius.
La integració de sensors derivats de la fusta en plantes vives podria revolucionar la forma en què monitorem la salut de les plantes i ens adaptem als canvis ambientals. En aprofitar la naturalesa biodegradable de l'electrònica derivada de la fusta, els científics podrien desenvolupar solucions no invasives i ecològiques per a rastrejar el creixement de les plantes, el consum d'aigua i l'absorció de nutrients. Aquesta nova generació de sensors pot ajudar els agricultors a optimitzar el rendiment dels cultius, conservar els recursos i minimitzar l'impacte ambiental de les pràctiques agrícoles.
A més, la naturalesa biodegradable del transistor demostra que els dispositius futurs podrien ser completament d'un sol ús, presentant menys perill per al medi ambient quan s'enterren o es consumeixen. Aquesta capacitat permetrà als investigadors implementar sensors en massa sense haver de preocupar-se pels efectes a llarg termini dels seus sensors.
De fet, existeixen nombrosos avantatges en aquesta mena de transistor de fusta. En comparació amb el silici, la fusta és un material sostenible i renovable, cosa que significa que és una solució molt més respectuosa amb el medi ambient.
En general, el que els investigadors han demostrat és realment emocionant per a la indústria electrònica i, sens dubte, tindrà un impacte durador en la recerca futura.
Si vols llegir més informació entra a la pàgina web de emedec!
