Скоро ми побачимо комп'ютери та смартфони з дерева: що вигадали вчені

Шведські вчені розробили та протестували перший у світі транзистор із дерева, повідомляє Tomshardware. Команди з Університету Лінчепінгу в Норчепінгу та Королівського технологічного інституту в Стокгольмі опублікували статтю, в якій описують створення, можливості та потенціал дерев'яного електрохімічного транзистора (WECT). Цей транзистор може стати основою для дерев'яної електроніки, яка більш стійка та біорозкладна. Крім того, дерев'яна електроніка може забезпечити електронне керування рослинами.

Не нанометри, а сантиметри

Фокус постійно пише про останні досягнення в галузі розробки кремнієвих транзисторів. Intel, Samsung і TSMC ведуть непримиренну боротьбу за створення передових процесів із нанометровими транзисторами, що працюють на гігагерцових частотах. За їхніми мірками, дерев'яний транзистор від шведських учених виглядає просто гігантським і працює з частотою менше одного герца.

Просто не кожен електронний пристрій потребує найвищих швидкостей і найменших транзисторів. "Ми вигадали безпрецедентний прототип, який женеться не за розміром і гігагерцами, а доводить саму суть можливості такого принципу роботи з подібних матеріалів", — говорить Ісак Енгквіст, старший доцент Лабораторії органічної електроніки Університету Лінчепінга. "Так, дерев'яний транзистор повільний і громіздкий, але він працює і має величезний потенціал розвитку".

Як із дерева зробили транзистор

Щоб пояснити, як із дерева можна зробити транзистор, потрібно зрозуміти, як працюють звичайні транзистори, які встановлені в техніку. Транзистори є ключовим елементом гаджетів і найчастіше виготовляються із кремнію. Власні властивості цих елементів дозволяють транзистору діяти як підсилювач чи перемикач, коли його на його контакти подається напруга чи струм. З того часу, як перші транзистори з'явилися в середині 20-го століття, дослідження та розробки продовжувалися в напрямку їх зменшення та збільшення частоти роботи.

Для створення свого транзистора дослідникам знадобилося дерево, що проводить електрику. Це робиться шляхом видалення лігніну із дерева за допомогою хімічного розчинника. Потім канали, де знаходився лігнін, замінюються змішаний електрон-іон провідним полімером. У цьому проєкті обраним деревом був бальса (через його бажану внутрішню структуру каналів) і провідний полімер PEDOT:PSS. Для побудови WECT використовувалися три шматки дерева: один шматок як центральний канал транзистора і по одному шматку як верхній і нижній затвори.

На відміну від звичайних транзисторів, які працюють на основі електричного поля між затвором та каналом, WECT працює на основі електрохімічного поля. Коли на затвор подається напруга, полімер CW окислюється або відновлюється, змінюючи його провідність. Так, можна регулювати струм через центральний канал транзистора.

Чому вибрали дерево?

Відповідь полягає в екологічності та біосумісності. Дерево є відновлюваним матеріалом, який може бути легко перероблений або розкладається самостійно. Кремній вимагає великої кількості енергії для виробництва і може забруднювати довкілля під час утилізації. Крім того, дерево може бути використане для створення електроніки на основі живих рослин.

"Завдяки такому транзистору ми можемо контролювати фізіологічні процеси в рослинах за допомогою електричних сигналів", — каже Ерік Габріельссон Берггрен, професор Лабораторії органічної електроніки Університету Лінчепінга.

Наприклад, за допомогою WECT можна змінювати швидкість фотосинтезу чи цвітіння рослин. Також можна створювати біосенсори чи біобатареї на основі рослин.

Майбутнє дерев'яної електроніки

Хоча дерев'яний транзистор ще космічно далекий від того, щоб запустити за його допомогою комп'ютерну гру, дослідники впевнені, що вони зможуть покращити його продуктивність та розмір у майбутньому. Вони також планують розробити інші дерев'яні електронні компоненти, такі як діоди та резистори.

Можливо, одного разу ми побачимо дерев'яні комп'ютери чи смартфони, які будуть не лише функціональними, а й екологічно чистими.

Раніше Фокус писав, що РФ продовжує закуповувати процесори США, попри санкції: готові платити мільярди.