Pesquisadores suecos conseguiram produzir um transistor à base de madeira que, sem dúvida, abrirá outros fascinantes caminhos de pesquisa.
Transistores estão em toda parte hoje. De computadores e smartphones tradicionais a marcapassos e instrumentos científicos, esses componentes nanométricos são um dos pilares da era digital. Eles agora são absolutamente essenciais para o funcionamento adequado de quase toda a nossa tecnologia moderna. Mas eles não estão totalmente isentos de reprovação, principalmente em termos de ecologia e gestão de recursos. Para resolver esses problemas, os pesquisadores criaram um novo conceito fascinante: eles criaram o primeiro transistor funcional feito de madeira.
O conceito é surpreendente. Reconhecidamente, as árvores vivas contêm fluidos que lhes permitem conduzir uma pequena quantidade de eletricidade; é mesmo essencial para a sua fisiologia. No entanto, este não é o caso da madeira morta. Este último é um condutor muito pobre e quase inerte na maioria dos casos.
Para alcançar este resultado, os pesquisadores da Universidade Sueca de Linköping e do KTH Royal Institute of Technology tiveram que mostrar engenhosidade. Seu método, descrito em um papel descoberto por Novo Atlasenvolve várias modificações do material, bem como uma substância muito em voga na pesquisa energética: o poli(3,4-etilenodioxitiofeno), mais conhecido pelo nome de PEDOTE.
O primeiro transistor semi-orgânico funcional
Os autores partiram de algumas amostras de balsa. É uma madeira tropical branco-acinzentada muito popular entre os modelistas, porque é muito leve e fácil de trabalhar. Mas foram outras propriedades que interessaram aos investigadores, nomeadamente a sua estrutura particularmente homogénea e regular.
No início do processo, os pesquisadores começaram aplicando um tratamento químico que removeu a lignina. É o polímero que dá às células vegetais sua força e rigidez. Graças à regularidade da estrutura da balsa, uma vez retirada a lignina, obtiveram uma estrutura constituída por canais ocos e muito alongados.
O próximo passo é substituir a lignina que falta por PEDOT. É um plástico condutor que já foi utilizado em outros conceitos interessantes na área de energia. Por exemplo, podemos citar um revestimento que transforma os tijolos de uma casa em pequenos capacitores, ou um “filme solar” ultrafino que torna qualquer superfície fotovoltaica.
Uma vez solidificado, este PEDOT se comporta como uma rede de pequenos cabos elétricos emaranhados. Assim, acabamos com uma amostra de “madeira” condutora. Os pesquisadores então organizaram esse material de forma a produzir um transistor na devida forma. E os testes provaram que ainda estava perfeitamente funcional. “Nosso transistor de madeira é lento e grande, mas funciona! “, alegra-se Isak Engquist, professor da Universidade de Linköping e principal autor desta obra.
Mais especificamente, os pesquisadores mostraram que seu transistor poderia operar continuamente e regular uma corrente elétrica sem se deteriorar. Ele também pode atuar como um interruptor.
Por outro lado, conforme mencionado por Engquist, esse componente semi-biológico está longe de ser realmente eficiente. Cada transmissão tem um atraso de aproximadamente 5 segundos. Além disso, com alguns centímetros de comprimento, também é bastante volumoso. A título de comparação, um transistor convencional baseado em semicondutores tradicionalmente mede alguns nanômetros.
Uma prova de conceito limitada, mas promissora
Por todas essas razões, é difícil imaginar uma aplicação real tal como está. Mas esse não é o objetivo dos pesquisadores de qualquer maneira. ” Não tínhamos um objetivo específico em mente “concede Engquist. “ Esta é apenas uma prova de conceito. o que mostra a viabilidade do par madeira/PEDOT neste contexto. ” Esta é uma pesquisa fundamental; apenas mostramos que é possível “, insiste.
Mas ainda é uma pequena façanha. Porque até agora, ninguém havia conseguido chegar a esse estágio. E não é por falta de tentativa. O conceito já foi explorado diversas vezes por outras equipes, como neste lançamento de 2019 – mas sem sucesso.
E os autores esperam que seu trabalho inspire outros pesquisadores a desenvolver novas tecnologias empolgantes com base nessa abordagem. Eventualmente, trabalhos desse tipo talvez levem à criação de um nova geração de transistores biodegradáveis. Ainda estamos a anos-luz, mas conhecendo o impacto ambiental deste setor, a pista merece ser explorada.
E, entretanto, este conceito pode encontrar outras aplicações mais concretas. Isso diz respeito em particular a disciplinas onde suas faltas não seriam necessariamente proibitivas. Pensa-se em particular nos pesquisadores que trabalham na fronteira entre a biologia e a eletrônica.
Esses transistores semi-orgânicos poderiam, por exemplo, ser usados para produzir circuitos eletrônicos biocompatíveis. Este último que poderia então ser incorporado diretamente nas próprias plantas. o que fornecer informação in vivo muito valiosa para o Pesquisa científicaO monitoramento e preservação do meio ambientet, ou mesmo agricultura e agronomia aplicada.
O texto do estudo está disponível aqui.
