Biyouyumlu bir selüloz transistör üretildi.

Elektronik

Teknolojik Yenilik Web Sitesi Editör Ekibi - 7 Ağustos 2025

(a) Selüloz transistörün mikrografı. (b) Selülozun moleküler yapısı ( _C6H10O5 ) - yeşil karbon, pembe oksijen ve açık mavi hidrojendir. [Görsel: Mikio Fukuhara ve ark. - 10.1063/ _{5.0279007 ]}

Ahşap elektronik

Transistör , modern elektroniğin en temel yapı taşlarından biri ve tüm bilgisayarların, cep telefonlarının ve diğer elektronik cihazların temel bileşenidir. Neredeyse tüm transistörler silikondan, daha az sayıda transistör ise germanyumdan yapılır ve ancak son zamanlarda transistörler, esasen polimer olan organik yarı iletkenlerden yapılmaya başlanmıştır.

Şimdi ise Japonya'daki Tohoku Üniversitesi'nden Miko Fukuhara ve meslektaşları, selüloz kullanarak bir transistör tasarlayıp ürettiler ve bitki kaynaklı malzemelerden yapılmış tam fonksiyonlu bir transistörün ilk prototipini ortaya koydular.

Selüloz, çoğu bitki tarafından doğal olarak üretilen organik bir bileşik olan doğal bir polimerdir ve bu da onu önemli bir karbon-nötr malzeme yapar. Selülozun özellikleri aynı zamanda onu biyouyumlu ve biyomedikal uygulamalar için ideal bir yarı iletken malzeme haline getirir.

Fukuhara, "Selüloz, canlı organizmalara geleneksel yapay yarı iletken malzemelere göre daha yüksek bir afiniteye sahip, hafif ve yenilenebilir bir malzemedir, bu nedenle yeni bir biyosensör olarak geniş uygulama alanı bulma olasılığı yüksektir," dedi. "Enerji bant aralığı ve voltaj direnci büyük ve açma/kapama oranı nispeten yüksek olduğundan, yüksek hızlı uygulamalarda ve ışıkla ilgili alanlarda da kullanılabilir."

Ahşap transistör: Selüloz nanopartiküllerinden transistör (MESFET) üretim sürecinin şeması. [Görsel: Mikio Fukuhara ve ark. - 10.1063/5.0279007 ]

Selüloz transistör

Bitkilerden elde edilmesine rağmen selüloz, özünde bir yarı iletkendir; yani enerji bant aralığını değiştirmek için malzemeye başka elementler eklenemez. Ancak, selüloz moleküllerinin yapısı, yarı iletken malzemelerde kullanılan standart bir teknik olan katkılamaya benzer şekilde, fonksiyonel grupların eklenmesiyle değiştirilebilir.

Ekip bunu, metal yarı iletken alan etkili transistör veya MESFET adı verilen bir transistör türü inşa ederek gösterdi; daha teknik olarak buna Schottky bariyer transistörü denir.

Yapılan deneyler, geleneksel selüloz nanofiber yapısının transistör üretmek için gerekli yoğunluğa sahip olmadığını, bunun yerine kısa eksenli selüloz lifleri içeren amorf selüloz nanopartiküllerinin kullanıldığını göstermiştir.

Araştırmacılar şimdi, elektronik için istenen özelliklere sahip selülozu seri üretmek için en iyi adayları belirlemek üzere farklı bitki türlerini değerlendirmeyi planlıyor. Tamamen işlevsel nanoselüloz transistör bir ilk olsa da, selüloz ve elektroniğin ilk çarpışması değil; hatta orijinal bir ahşap transistör bile üretildi.

Diğer haberler:

Daha fazla konu