Je to pomalé a málo účinné, ale funguje to: Vědci vyrobili tranzistor z balzového dřeva. Zařízení je důležité pro vývoj elektrických součástek vyrobených ze dřeva.
Tranzistory jsou součástí univerzální technologie elektroniky a způsobily revoluci ve světě. Bez nich by dnes nefungoval žádný smartphone, počítač, dokonce ani rádio či televize. Malé součástky fungují buď jako spínače – aniž by měly samy pohyblivou část – nebo zesilují slabé signály.
K výrobě tranzistorů výrobci obvykle potřebují polovodičové kovy, jako je křemík. Polovodiče se mohou stát vzácnými – například během koronavirové pandemie byla celosvětová poptávka někdy vyšší než nabídka. Vědci proto hledají alternativy.
Tranzistor z balzového dřeva
Nyní tým vyvinul tranzistor vyrobený ze dřeva. Pro zařízení vědci vyložili vláknitou hmotu vodivým plastem a použili speciální gel. Informuje o tom skupina vedená Isakem Engquistem z Linköping University ve švédském Norrköpingu v časopise Proceedings americké Národní akademie věd (PNAS).
Je pravda, že dřevěný tranzistor je výrazně větší než odpovídající moderní součástky. Ale vědci chtěli zpočátku demonstrovat základní využitelnost dřeva pro elektrické funkce během vývoje. Tým zvolil balzové dřevo pro jeho vysokou pevnost, nízkou hustotu a vysokou propustnost.
V chemické lázni vědci nejprve odstranili část dřevěné složky lignin, aby bylo dřevo poréznější. Molekuly ligninu obvykle tvoří část rostlinné buněčné stěny plodiny. Poté vložili speciální vodivý kompozitní plast do malých dřevěných nádob, které se připevnily ke stěnám nádoby.
,,Aktivní elektronická funkčnost ve dřevě“
Takzvaný tranzistor s efektem pole se skládá ze tří malých proužků vodivého balzového dřeva: dva širší jako řídicí elektrody a jeden užší jako kanál mezi zdrojem proudu a odtokem. Vědci naplnili dutiny v kanálu gelovým elektrolytem, ve kterém se mohou pohybovat elektrony a ionty. Proužky ležely na sobě v úhlu 90 stupňů a byly od sebe odděleny tenkou celulózovou látkou. S řídicím proudem o napětí 2,5 voltu by mohl být tok proudu mezi zdrojem a kolektorem přerušen, což umožnilo tranzistoru vykonávat svou práci.
,,Toto zařízení na bázi dřeva a navrhovaný pracovní princip demonstrují možnost začlenění aktivní elektronické funkce do dřeva, což naznačuje různé typy elektronických zařízení na biologické bázi,“ píší autoři studie.
Vědci přiznávají, že jejich tranzistor není ani nijak zvlášť výkonný, ani rychlý: dokáže vypnout tok proudu během jedné sekundy, ale jeho zapnutí trvá asi pět sekund. Vědci jsou však přesvědčeni, že mohou zařízení vylepšit.
Existují oblasti použití, například v bioelektronice, píší. „Očekáváme, že toto zařízení a jeho koncepce budou odrazovým můstkem pro vývoj elektrických součástek na bázi dřeva,“ pokračuje. Zda budou součásti mobilních telefonů jednou dřevěné, se teprve uvidí.
Zdroj: spiegel, Vapol