과학자들이 세계 최초의 목재 전기 트랜지스터를 공개했습니다.

나무는 여러 가지로 좋습니다. 예를 들어 상자, 보트, 책장을 만들 수 있습니다. 도구를 만들거나 모닥불을 피우세요. 흰개미에게 먹이주기. 그리고 비버.

기능성 전기 제품에 전원을 공급하는 것은 여기에 속하지 않는다는 점을 알게 될 것입니다.

Linköping University와 스웨덴 KTH Royal Institute of Technology의 연구원들은 분명히 목재가 나쁜 것들 목록에 많은 관심을 기울이지 않았기 때문에 세계 최초의 목재 트랜지스터를 만들었습니다.

앞서 혁신을 주도한 팀은 목재가 전류를 전도하는 데 너무 형편없다는 문제를 해결하기 위해 특별한 성분을 추가했습니다. 작동하는 동안 다음 스마트폰에서 찾을 수 있을 것이라고 기대하지 마십시오.

"그렇습니다. 목재 트랜지스터는 느리고 부피가 크지만 작동이 가능하고 엄청난 개발 잠재력을 가지고 있습니다"라고 Linköping University의 전기 엔지니어 Isak Engquist는 말합니다.

겸손한 트랜지스터는 거의 모든 전자 기술의 기본 구성 요소입니다. 다른 전류를 적용하여 하나의 전류 흐름을 제어하는 ​​작은 '게이트' 역할을 하며 신호를 증폭하고 데이터를 스위치 문자열로 저장하거나 함께 작동하여 논리 연산을 수행할 수 있습니다.

이 모든 것은 자체적으로 충분한 전하가 있을 때만 전류를 전달할 수 있는 반도체 재료의 특성 덕분에 가능합니다.

최초의 트랜지스터는 손가락 끝으로 균형을 잡을 수 있는 덩어리진 물체였지만, 이후 동일한 공간에 수백억 개를 밀어넣는 규모로 구축되었습니다.

목재는 반도체가 아닙니다. 사실, 식물 섬유의 탄수화물 구성 요소는 전자를 길 아래로 쫓아내는 데 있어서 완전히 고집스럽습니다.

이 문제를 해결하는 한 가지 방법은 나무를 숯 덩어리로 줄여 전하가 이동할 수 있는 상대적으로 순수한 탄소 고속도로를 남겨 두는 것입니다.

하지만 숯은 실제로 나무가 아닌데 그게 무슨 재미가 있겠습니까?

상대적으로 높은 강도, 낮은 밀도 및 균질한 구조를 가진 활엽수 발사를 사용하여 Engquist와 그의 팀은 단단한 리그닌을 제거하고 나머지 재료를 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)이라는 혼합 전자 이온 전도성 폴리머로 채웠습니다. –폴리스티렌 설포네이트 또는 PEDOT:PSS.

기술적으로 말하자면, 나무는 지저분한 전선 묶음처럼 전도성 물질을 수용하는 역할을 더 많이 합니다. 이 아이디어는 새로운 것이 아닙니다. 연구자들은 이전에 식물 재료를 전기화학 및 전도성 물질을 위한 다공성 용기로 사용하는 아이디어를 탐구했습니다.

Engquist는 발사-폴리머 유닛의 전도성 특성을 분석하기 전에 폴리머가 내부에서 작동할 수 있는 보다 효율적인 채널을 만들기 위해 리그닌 제거를 최적화하려고 시도함으로써 이러한 경험을 구축했습니다.

전극과 채널로 작동하는 밀리미터 두께의 장치를 쌓아서 팀은 다소 조잡한 트랜지스터를 만들 수 있음을 발견했습니다. 전압이 없으면 전체 구조가 개방되고 스위치가 '켜짐' 위치로 설정된 것으로 간주될 수 있습니다. 6V를 펌핑하면 채널이 전자로 채워지고 채널이 천천히 닫히고 스위치가 '꺼짐' 위치로 전환됩니다.

나무 장치를 끄는 데는 약 1초가 걸리며, 다시 켜짐 위치로 돌아가는 데는 약 5초가 걸립니다. 컴퓨터의 트랜지스터가 기가헤르츠 단위로 측정된 속도로 작동한다는 점(초당 수천억 번 깜박임)을 고려하면 Fortnite를 플레이하는 데 충분한 스틱을 함께 연결하는 것을 잊을 수 있습니다.

그렇다면 요점이 무엇입니까?

"우리는 특정 응용 분야를 염두에 두고 목재 트랜지스터를 만들지 않았습니다."라고 Engquist는 말합니다.

"우리는 할 수 있기 때문에 해냈습니다. 이것은 가능함을 보여주는 기초 연구이며, 미래에 응용할 수 있는 추가 연구에 영감을 주기를 바랍니다."

빠른 계산 외에도 쉽게 수확된 자원으로 만들어진 생분해성 전자 장치는 쉽게 분해해야 하는 원격 센서나 환경의 움직임에 의해 구동되는 눈에 띄지 않는 장치에 사용될 수 있습니다.