Pesquisadores da Universidade de Linköping e do KTH Royal Institute of Technology, na Suécia, claramente nunca prestaram muita atenção às listas de coisas em que a madeira é ruim, então eles foram em frente e fizeram o primeiro transistor de madeira do mundo. A pesquisa foi publicada na PNAS.
Para ser sincero, a equipe por trás da inovação adicionou um ingrediente especial para contornar toda a questão da madeira ser tão ruim na condução de uma correnteza. E enquanto funciona, não espere encontrar um dentro do seu próximo smartphone.
Sim, o transistor de madeira é lento e volumoso, mas funciona e tem um enorme potencial de desenvolvimento.
diz o engenheiro elétrico Isak Engquist, da Universidade de Linköping.
O humilde transistor é um componente fundamental em praticamente qualquer peça de tecnologia eletrônica. Funcionando como uma pequena “porta” que controla o fluxo de uma corrente através da aplicação de outra, ela pode amplificar sinais, armazenar dados como uma sequência de interruptores ou trabalhar em conjunto para realizar operações lógicas.
Ele pode fazer tudo isso graças a uma propriedade de materiais semicondutores que permite que eles carreguem uma corrente apenas quando eles mesmos têm carga suficiente.
Onde os primeiros transistores eram objetos grumosos que você talvez pudesse equilibrar na ponta de um dedo, eles foram construídos em uma escala que concentra dezenas de bilhões no mesmo espaço.
A madeira não é semicondutora. Na verdade, os blocos de construção de carboidratos das fibras vegetais são francamente teimosos quando se trata de chutar elétrons pela estrada.
Uma maneira de contornar esse problema é reduzir a madeira a um pedaço de carvão, deixando uma estrada de carbono relativamente puro para uma carga elétrica cair.
Usando a balsa de madeira de lei por sua resistência relativamente alta, baixa densidade e estrutura homogênea, Engquist e sua equipe a livraram de sua lignina resistente e preencheram o material restante com um polímero condutor de íons de elétrons chamado poli(3,4-etilenodioxitiofeno)-poliestireno sulfonato, ou PEDOT:PSS.
Se formos técnicos, a madeira funciona mais como uma carcaça para o material condutor, como um feixe bagunçado de fios. A ideia também não é nova, com pesquisadores já tendo explorado a ideia de usar material vegetal como recipiente poroso para substâncias eletroquímicas e condutoras.
Engquist se baseou nessa experiência tentando otimizar a remoção de lignina para criar um canal mais eficiente para o polímero operar dentro, antes de analisar as propriedades condutoras da unidade balsa-polímero.
Ao empilhar unidades de milímetros de espessura que operavam como eletrodos e canais, a equipe descobriu que poderia criar um transistor bastante bruto. Sem tensão, toda a estrutura pode ser considerada aberta e o interruptor definido na posição ‘on'. Bombeie em 6 volts, e o canal se enche de elétrons, apertando lentamente o canal fechado e acionando o interruptor para a posição ‘off'.
Desligar o dispositivo de madeira leva cerca de 1 segundo, enquanto devolvê-lo à posição ligada leva cerca de 5 segundos. Considerando que os transistores do seu computador operam em velocidades medidas em giga-hertz – ligando e desligando centenas de bilhões de vezes por segundo – você pode esquecer de juntar bastões suficientes para jogar Fortnite.
Cálculos rápidos à parte, eletrônicos biodegradáveis feitos de recursos facilmente colhidos podem ser usados em sensores remotos que precisam quebrar facilmente ou dispositivos discretos alimentados por movimentos no ambiente.
Não criamos o transistor de madeira com nenhuma aplicação específica em mente. Fizemos porque podíamos. Esta é uma pesquisa básica, mostrando que é possível, e esperamos que inspire mais pesquisas que possam levar a aplicações no futuro.
diz Engquist.
Fonte: Linköping University
