木質晶體管可生物降解

2023-06-22
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木質晶體管(圖片來源:Adobe Stock)

科技的力量在不斷地塑造和改變我們的生活,一個新的奇蹟剛剛在我們眼前誕生。那些熟悉的木材,常常被我們視為不擅長導電的天然材料,如今已被科學家們賦予了新的生命。他們創造出了世界上第一個可工作的木質晶體管。儘管它並不完美,還需要進一步的優化和調整,但它的誕生毫無疑問標誌著我們邁向可生物降解技術的一大步。

活樹,因為裡面有水,展現出相當好的導電性,尤其是在遭受雷擊時。然而,那些常被用於建築、家具和各種人造產品的乾燥木材,卻幾乎喪失了這種能力。然而,沒有甚麼是不可能的。最近的研究已經發現了一些方法,能夠賦予這些木材全新的電子生命,這樣木材就能變成柔軟的電池、可生物降解的計算機晶元、可列印導電油墨和石墨烯電路基底。

在林雪平大學(Linkoping University)和KTH皇家理工學院(the KTH Royal Institute of Technology)的科學家們的精心創作下,世界上第一款功能性的木質晶體管終於呈現在我們面前。科學家選擇了莎木(balsa wood),因為它的結構均勻並且沒有紋理,同時賦予木材堅韌強度的木質素也被精心去除了。這樣,只留下了帶有空心通道的長纖維素纖維,然後科學家們又巧妙地把PEDOT:PSS這種導電聚合物,放了進去。

於是,我們見證了最終的木質晶體管的誕生。它可以像常規的晶體管一樣工作,能夠調節通過它的電流,提供穩定的電子流輸出,也能用作電源開關。雖然它不是最好的晶體管,關斷需要大約一秒鐘,打開需要長達五秒鐘,但正如研究論文的通訊作者所說:「木質晶體管確實可行,並且具有巨大的發展潛力。我們沒有特定的應用目標來創建這個木質晶體管,我們之所以這樣做,是因為我們可以,這是基礎研究,證明了這種可能性,並希望能夠激發更多的研究,以期在未來找到實際應用。」

這項奇妙的發明,其優點顯而易見,最大的優勢在於其可生物降解性,這不僅有助於解決日益嚴重的電子廢棄物問題,而且大型導電通道,使其能夠處理比其他有機晶體管更大的電流。更為神奇的是,它還可以集成到活體植物的電子電路中,這無疑將為我們的科技世界開闢全新的道路。

此次研究的成果已發表在《美國國家科學院院刊》上,雖然它只是一個起點,但它的誕生,宣告了人類在利用自然界的資源方面取得了重大突破。面對這一代表著未來可能性的創新之作,我們正在等待它在我們的生活中展現更多的可能性。

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