Home » Știință » Semiconductorii din lemn sunt la un pas de realitate. La ce ne ajută?

Semiconductorii din lemn sunt la un pas de realitate. La ce ne ajută?

Semiconductorii din lemn sunt la un pas de realitate. La ce ne ajută?
Foto: Koga et al., ACS Nano, 2022
Publicat: 03.05.2022

Semiconductorii din lemn nu sunt o idee atât de fantastică pe cât ar putea părea la prima vedere. Asta deoarece pereții celulari ai plantelor sunt făcuți dintr-un material numit celuloză care, încălzită la temperaturi mari în anumite condiții, poate fi făcută să conducă electricitatea.

Însă există o problemă cu acest nanomaterial regenerabil, care este o formă de nanohârtie. Procesul de ardere (numit și carbonizare) poate distruge cu ușurință structurile tridimensionale care ar face semiconductorii derivați din celuloză atât de folositori, scrie Interesting Engineering.

De aceea, noul proces dezvoltat de cercetătorii din Japonia este foarte important. Într-o lucrare publicată în ACS Nano, cercetătorii descriu un proces de tratament care face posibilă „încălzirea nanohârtiei fără a deteriora structurile acesteia de la scară nanometrică până la scară macro”.

Crearea structurilor tridimensionale și reglarea proprietăților electrice pentru semiconductorii din lemn

Cercetătorii care lucrează la semiconductorii din lemn s-au confruntat cu două provocări. În primul rând, procesul trebuie să permită producătorilor să „ajusteze” nanohârtia pentru a avea proprietăți electrice adecvate utilizării urmărite.

În al doilea rând, procesul trebuie să fie suficient de blând astfel încât producătorii să poată proiecta structuri cu o suprafață mare și mulți pori, în funcție de utilizare. Soluția a fost un proces în mai multe etape care oferă un control mare asupra produsului final.

„Am aplicat un tratament cu iod care a fost foarte eficient pentru protejarea nanostructurii nanohârtiei. Combinarea acestui lucru cu uscarea controlată spațial a însemnat că tratamentul cu piroliză nu a modificat substanțial structurile proiectate și temperatura selectată ar putea fi utilizată pentru a controla proprietățile electrice”, spune cercetătorul Hirotaka Koga, coautor al lucrării.

Primele teste au rezultate promițătoare

Cercetătorii au folosit noua tehnică pentru a crea două dispozitive demonstrative relativ simple.

Într-un caz, au folosit semiconductorul de nanohârtie ca senzor pentru a monitoriza fluxul de vapori de apă prin două tipuri diferite de măști. Atunci când a fost atașat la o mască lavabilă din pânză, senzorul a putut înregistra pulsurile care erau sincronizate cu expirațiile. Moleculele de apă din respirația purtătorului au scăzut temporar rezistența electrică a senzorului.

Atunci când a fost atașat la o mască chirurgicală, senzorul nu a înregistrat astfel de impulsuri. „S-a observat doar o scădere treptată a rezistenței senzorului, indicând captarea efectivă a vaporilor de apă a măștii chirurgicale”, au scris cercetătorii.

Atunci când cercetătorii au atașat semiconductorul de nanohârtie la o celulă de biocombustibil cu glucoză, materialul a demonstrat o densitate de putere de 14 ori mai mare decât cea a unei foi de grafit comerciale.

„Întreținerea structurii și reglabilitatea pe care le-am putut demonstra sunt foarte încurajatoare pentru integrarea nanomaterialelor în dispozitive practice. Credem că abordarea noastră va sprijini următorii pași în domeniul electronicii durabile realizate în întregime din materiale vegetale”, spune Koga.

Vă recomandăm să citiți și:

O nouă metodă purifică hidrogenul din amestecurile grele de monoxid de carbon

Interfața computerizată a permis unui pacient paralizat să comunice pentru prima dată

Cum ar putea schimba tehnologia modul în care interacționăm cu mâncarea?

Decarbonizarea construcțiilor. Cum reducem betonul folosit în clădiri pentru a micșora emisiile?

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Cum au schimbat Universul primele stele? Noi simulări fără precedent au aflat răspunsul
Cum au schimbat Universul primele stele? Noi simulări fără precedent au aflat răspunsul
Cele mai misterioase scrieri ale lumii antice, pe care nimeni nu a reușit să le descifreze
Cele mai misterioase scrieri ale lumii antice, pe care nimeni nu a reușit să le descifreze
Limbile în care „stânga” și „dreapta” nu sunt reperele principale. Cum se orientează vorbitorii lor
Limbile în care „stânga” și „dreapta” nu sunt reperele principale. Cum se orientează vorbitorii lor
Mai puține alimente ultraprocesate, simptome mai ușoare de depresie? Ce arată un studiu din 2026
Mai puține alimente ultraprocesate, simptome mai ușoare de depresie? Ce arată un studiu din 2026
Ce poți face la 30 de ani pentru a îmbătrâni mai sănătos
Ce poți face la 30 de ani pentru a îmbătrâni mai sănătos
Ce ne dezvăluie anestezia generală despre creier și misterul conștiinței
Ce ne dezvăluie anestezia generală despre creier și misterul conștiinței
Sonda Juice tocmai a folosit Pământul drept o praștie gravitațională pentru a ajunge la Jupiter
Sonda Juice tocmai a folosit Pământul drept o praștie gravitațională pentru a ajunge la Jupiter
Scădere alarmantă înregistrată de cea mai mare colonie de pinguini din lume. Care este cauza?
Scădere alarmantă înregistrată de cea mai mare colonie de pinguini din lume. Care este cauza?
Euro continuă să se deprecieze în raport cu dolarul. Care este motivul?
Euro continuă să se deprecieze în raport cu dolarul. Care este motivul?
O metodă ingenioasă deschide o cale nouă de a detecta leziunile cerebrale după AVC
O metodă ingenioasă deschide o cale nouă de a detecta leziunile cerebrale după AVC
Un oraș foarte bogat este și cel mai poluat de pe planetă
Un oraș foarte bogat este și cel mai poluat de pe planetă
Un studiu recent a recalculat când se va destrăma Sistemul Solar
Un studiu recent a recalculat când se va destrăma Sistemul Solar
Industria invizibilă care susține alimentația globală: ce este sectorul alimentar informal?
Industria invizibilă care susține alimentația globală: ce este sectorul alimentar informal?
Cel mai mare furt de vin din istoria Italiei: au fost luate zeci de mii de sticle
Cel mai mare furt de vin din istoria Italiei: au fost luate zeci de mii de sticle
16-28 octombrie 1962 – Criza rachetelor din Cuba. Cele 13 zile în care lumea s-a apropiat de războiul nuclear
16-28 octombrie 1962 – Criza rachetelor din Cuba. Cele 13 zile în care lumea s-a apropiat de războiul nuclear
De ce expansiunea reală a Universului nu se potrivește cu datele noastre? Astronomii tocmai au elucidat misterul
De ce expansiunea reală a Universului nu se potrivește cu datele noastre? Astronomii tocmai au elucidat misterul
Un pui de țestoasă cu două capete a fost găsit la Cape Cod. Este al treilea caz în cinci ani
Un pui de țestoasă cu două capete a fost găsit la Cape Cod. Este al treilea caz în cinci ani
14 octombrie 1947 – Chuck Yeager sparge bariera sunetului
14 octombrie 1947 – Chuck Yeager sparge bariera sunetului