木质晶体管可生物降解

2023-06-22
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木质晶体管(图片来源:Adobe Stock)

科技的力量在不断地塑造和改变我们的生活,一个新的奇迹刚刚在我们眼前诞生。那些熟悉的木材,常常被我们视为不擅长导电的天然材料,如今已被科学家们赋予了新的生命。他们创造出了世界上第一个可工作的木质晶体管。尽管它并不完美,还需要进一步的优化和调整,但它的诞生毫无疑问标志著我们迈向可生物降解技术的一大步。

活树,因为里面有水,展现出相当好的导电性,尤其是在遭受雷击时。然而,那些常被用于建筑、家具和各种人造产品的干燥木材,却几乎丧失了这种能力。然而,没有甚么是不可能的。最近的研究已经发现了一些方法,能够赋予这些木材全新的电子生命,这样木材就能变成柔软的电池、可生物降解的计算机晶元、可列印导电油墨和石墨烯电路基底。

在林雪平大学(Linkoping University)和KTH皇家理工学院(the KTH Royal Institute of Technology)的科学家们的精心创作下,世界上第一款功能性的木质晶体管终于呈现在我们面前。科学家选择了莎木(balsa wood),因为它的结构均匀并且没有纹理,同时赋予木材坚韧强度的木质素也被精心去除了。这样,只留下了带有空心通道的长纤维素纤维,然后科学家们又巧妙地把PEDOT:PSS这种导电聚合物,放了进去。

于是,我们见证了最终的木质晶体管的诞生。它可以像常规的晶体管一样工作,能够调节通过它的电流,提供稳定的电子流输出,也能用作电源开关。虽然它不是最好的晶体管,关断需要大约一秒钟,打开需要长达五秒钟,但正如研究论文的通讯作者所说:“木质晶体管确实可行,并且具有巨大的发展潜力。我们没有特定的应用目标来创建这个木质晶体管,我们之所以这样做,是因为我们可以,这是基础研究,证明了这种可能性,并希望能够激发更多的研究,以期在未来找到实际应用。”

这项奇妙的发明,其优点显而易见,最大的优势在于其可生物降解性,这不仅有助于解决日益严重的电子废弃物问题,而且大型导电通道,使其能够处理比其他有机晶体管更大的电流。更为神奇的是,它还可以集成到活体植物的电子电路中,这无疑将为我们的科技世界开辟全新的道路。

此次研究的成果已发表在《美国国家科学院院刊》上,虽然它只是一个起点,但它的诞生,宣告了人类在利用自然界的资源方面取得了重大突破。面对这一代表著未来可能性的创新之作,我们正在等待它在我们的生活中展现更多的可能性。

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