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Mar 13, 2023

Gli scienziati hanno appena presentato il primo transistor elettrico in legno al mondo: ScienceAlert

Wood is good for a lot of things. Building boxes, boats, and bookcases, for

Il legno fa bene a tante cose. Costruire scatole, barche e librerie, per esempio. Realizzare strumenti o fuochi da campo. Nutrire le termiti. E castori.

Noterai che l'alimentazione di apparecchi elettrici funzionanti non è tra questi.

I ricercatori dell'Università di Linköping e del KTH Royal Institute of Technology in Svezia chiaramente non hanno mai prestato molta attenzione agli elenchi di cose in cui il legno è dannoso, quindi sono andati avanti e hanno realizzato il primo transistor in legno al mondo.

Per essere onesti, il team dietro l'innovazione ha aggiunto un ingrediente speciale per aggirare l'intero problema del fatto che il legno è così pessimo nel condurre la corrente. E anche se funziona, non aspettarti di trovarne uno nel tuo prossimo smartphone.

"Sì, il transistor di legno è lento e ingombrante, ma funziona e ha un enorme potenziale di sviluppo", afferma l'ingegnere elettrico Isak Engquist dell'Università di Linköping.

L'umile transistor è un componente fondamentale in quasi ogni componente della tecnologia elettronica. Funzionando come un minuscolo "cancello" che controlla il flusso di una corrente attraverso l'applicazione di un'altra, può amplificare segnali, memorizzare dati come una serie di interruttori o lavorare insieme per eseguire operazioni logiche.

Tutto questo può farlo grazie a una proprietà dei materiali semiconduttori che permette loro di trasportare corrente solo quando essi stessi hanno una carica sufficiente.

Laddove i primi transistor erano oggetti bitorzoluti che potresti magari tenere in equilibrio sulla punta di un dito, da allora sono stati costruiti su una scala che stipa decine di miliardi nello stesso spazio.

Il legno non è semiconduttivo. In effetti, gli elementi costitutivi dei carboidrati delle fibre vegetali sono decisamente ostinati quando si tratta di spingere gli elettroni lungo la strada.

Un modo per aggirare questo problema è ridurre il legno a un pezzo di carbone, lasciando un’autostrada di carbonio relativamente puro su cui far rotolare una carica elettrica.

Ma il carbone non è veramente legno, quindi dov'è il divertimento?

Utilizzando la balsa del legno duro per la sua resistenza relativamente elevata, bassa densità e struttura omogenea, Engquist e il suo team l'hanno spogliata della sua dura lignina e hanno riempito il materiale rimanente con un polimero misto conduttore di elettroni e ioni chiamato poli (3,4-etilendiossitiofene) –polistirene solfonato, o PEDOT:PSS.

Se siamo tecnici, il legno funge più da alloggiamento per il materiale conduttivo, come un fascio disordinato di fili. Anche l'idea non è nuova, dato che i ricercatori hanno già esplorato l'idea di utilizzare materiale vegetale come contenitore poroso per sostanze elettrochimiche e conduttrici.

Engquist si è basato su questa esperienza tentando di ottimizzare la rimozione della lignina per creare un canale più efficiente all'interno del quale il polimero possa operare, prima di analizzare le proprietà conduttive dell'unità balsa-polimero.

Impilando unità spesse un millimetro che funzionavano come elettrodi e canali, il team ha scoperto di poter creare un transistor piuttosto rozzo. In assenza di tensione, l'intera struttura può essere considerata aperta e l'interruttore impostato in posizione "on". Pompare 6 volt e il canale si riempie di elettroni, chiudendolo lentamente e spostando l'interruttore nella posizione "off".

Per spegnere il dispositivo in legno è necessario circa 1 secondo mentre per riportarlo in posizione accesa sono necessari circa 5 secondi. Considerando che i transistor del tuo computer funzionano a velocità misurate in gigahertz – accendendosi e spegnendosi centinaia di miliardi di volte al secondo – puoi dimenticarti di mettere insieme abbastanza bastoncini per giocare a Fortnite.

Allora qual è il punto, chiedi?

"Non abbiamo creato il transistor in legno con in mente un'applicazione specifica", afferma Engquist.

"Lo abbiamo fatto perché potevamo. Questa è una ricerca di base, che dimostra che è possibile, e speriamo che possa ispirare ulteriori ricerche che possano portare ad applicazioni in futuro."

Calcoli rapidi a parte, l’elettronica biodegradabile realizzata con risorse facilmente raccolte potrebbe essere utilizzata in sensori remoti che devono abbattere facilmente o dispositivi poco appariscenti alimentati dai movimenti nell’ambiente.