Bilim İnsanları Dünyanın İlk Ahşap Elektrik Transistörünü Açıkladı

Bilim İnsanları Dünyanın İlk Ahşap Elektrik Transistörünü Açıkladı

Ahşap birçok şeye iyi gelir. Örneğin kutular, tekneler ve kitaplıklar inşa edin. Aletler veya kamp ateşi yapmak. Termit besleme. Ve kunduzlar.

İşlevsel elektrikli cihazlara güç vermenin bunların arasında olmadığını fark edeceksiniz.

İsveç'teki Linköping Üniversitesi ve KTH Kraliyet Teknoloji Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, ahşabın kötü olduğu şeyler listesine hiçbir zaman fazla ilgi göstermediler, bu yüzden devam ettiler ve dünyanın ilk ahşap transistörünü yaptılar.

Açık olmak gerekirse, yeniliğin arkasındaki ekip, ahşabın bir akımı iletmede çok kötü olması sorununu ortadan kaldırmak için özel bir bileşen ekledi. Çalışırken, bir sonraki akıllı telefonunuzda bir tane bulmayı beklemeyin.

Linköping Üniversitesi'nden elektrik mühendisi Isak Engquist, "Evet, ahşap transistör yavaş ve hantal ama işe yarıyor ve büyük geliştirme potansiyeline sahip" diyor.

Mütevazi transistör, hemen hemen her elektronik teknolojisinde temel bir bileşendir. Bir akımın diğerinin uygulanması yoluyla akışını kontrol eden küçük bir "kapı" işlevi görerek sinyalleri yükseltebilir, verileri bir dizi anahtar olarak depolayabilir veya mantıksal işlemleri gerçekleştirmek için birlikte çalışabilir.

Tüm bunları, yalnızca kendilerinde yeterli yük olduğunda akım taşımalarına izin veren yarı iletken malzemelerin bir özelliği sayesinde yapabilir.

İlk transistörler parmak ucunuzla dengeleyebileceğiniz topaklı nesnelerken, o zamandan beri on milyarları aynı alana sıkıştıran bir ölçekte inşa edildiler.

Ahşap yarı iletken değildir. Aslında, bitki liflerinin karbonhidrat yapı taşları, elektronları yolda tekmelemeye gelince düpedüz inatçıdır.

Bu sorunu aşmanın bir yolu, ahşabı bir kömür çubuğuna indirgemek ve elektrik yükünün yuvarlanması için nispeten saf bir karbon otoyolu bırakmaktır.

Ama odun kömürü gerçekten odun değil, peki bunun eğlencesi nerede?

Nispeten yüksek mukavemeti, düşük yoğunluğu ve homojen yapısı nedeniyle sert ağaç balsasını kullanan Engquist ve ekibi, onu sert lignininden arındırdı ve kalan malzemeyi poli(3,4-etilendioksitiyofen) adı verilen karışık bir elektron-iyon iletken polimer ile doldurdu. –polistiren sülfonat veya PEDOT:PSS.

Teknik olarak konuşursak, ahşap, dağınık bir kablo demeti gibi iletken malzeme için daha çok bir yuva görevi görür. Bu fikir de yeni değil, araştırmacılar daha önce bitki materyalini elektrokimyasal ve iletken maddeler için gözenekli bir kap olarak kullanma fikrini keşfetmişti.

Engquist, balsa-polimer biriminin iletken özelliklerini analiz etmeden önce, polimerin içinde çalışması için daha verimli bir kanal oluşturmak amacıyla ligninin uzaklaştırılmasını optimize etmeye çalışarak bu deneyimi temel aldı.

Ekip, elektrotlar ve kanallar olarak çalışan milimetre kalınlığındaki birimleri istifleyerek oldukça kaba bir transistör oluşturabileceklerini keşfetti. Gerilim olmadığında, tüm yapı açık kabul edilebilir ve anahtar 'açık' konuma getirilebilir. 6 volt pompalayın ve kanal elektronlarla dolsun, kanalı yavaşça sıkıştırın ve düğmeyi 'kapalı' konuma getirin.

Ahşap cihazı kapatmak yaklaşık 1 saniye, tekrar açık konuma getirmek ise yaklaşık 5 saniye sürmektedir. Bilgisayarınızdaki transistörlerin gigahertz cinsinden ölçülen hızlarda çalıştığını (saniyede yüz milyarlarca kez açılıp kapandığını) düşünürsek, Fortnite oynamak için yeterli sayıda çubuğu bir araya getirmeyi unutabilirsiniz.

Öyleyse amaç ne, soruyorsun?

Engquist, "Ahşap transistörü herhangi bir özel uygulamayı düşünerek yaratmadık" diyor.

"Yapabildiğimiz için yaptık. Bu, bunun mümkün olduğunu gösteren temel bir araştırma ve gelecekte uygulamalara yol açabilecek daha fazla araştırmaya ilham vermesini umuyoruz."

Hızlı hesaplamalar bir yana, kolayca hasat edilen kaynaklardan yapılan biyolojik olarak parçalanabilen elektronikler, kolayca bozulması gereken uzak sensörlerde veya çevredeki hareketlerden güç alan göze çarpmayan cihazlarda kullanılabilir.

Bunlar, ahşabın oldukça iyi olabileceği birkaç şey daha.

Kaynak: Science Alert