За чем следить
Шведские ученые создали первый в мире деревянный транзистор, способный непрерывно передавать электричество.
Почему это важно
Подобное устройство может стать отправной точкой в разработке биоразлагаемой электроники и окажется полезным в производстве альтернативных материалов.
Тенденция
В Великобритании ученые разрабатывают материнскую плату на основе грибов, в Швейцарии создали биоразлагаемый аналог аккумулятора, а в России готовятся запустить производство биоразлагаемых медицинских имплантатов.
Но при этом
Согласно исследованию немецких ученых, 80% биоразлагаемых изделий содержит не менее 10 тыс. разных химикатов, а в большинстве «натуральных и экологически чистых» пластмасс есть токсичные вещества.
За чем следить
Шведские ученые создали первый в мире транзистор из дерева. Устройство работает хуже традиционного полупроводникового оборудования из кремния, но может быть полезным при создании электроники. Статью об исследовании опубликовали на сайте Линчепингского университета.
Мы продемонстрировали принцип, которого еще никто не применял. Конечно, деревянный транзистор медленный и неуклюжий, но он работает. И у него большой потенциал для развития!
Исак Энгквист
старший доцент лаборатории органической электроники Линчепингского университета
- Сначала специалисты создали биотранзистор из дерева и серебра, но устройство быстро выходило из строя.
- После этого они решили испытать некоторые виды древесины. В итоге выяснилось, что пробковое дерево с ровной структурой без годовых колец идеально проводит электричество.
- Как пишет EurekAlert, все прошлые попытки создать деревянный транзистор другими учеными терпели неудачу — подобные устройства могли регулировать только транспорт ионов. Когда они заканчивались, транзисторы переставали работать. Но новое устройство исследователей из Линчепинга может работать непрерывно и регулировать поток электроэнергии без повреждений. Кроме того, транзистор может включать и выключать энергию, хоть и с определенной задержкой: включение занимает около секунды, выключение — 5 секунд.
Почему это важно
- По словам шведских ученых, изначально создание деревянного транзистора было просто научным любопытством. Но позже исследователи выяснили, что такое устройство может стать отправной точкой для разработки экологически чистых электронных устройств и активно использоваться при создании «зеленой» биоразлагаемой электроники — например, мягких батарей или биоразлагаемых компьютерных чипов.
- Также изобретатели предлагают интегрировать древесный аналог транзистора в электронные схемы живых растений — это еще одна область интересов инженеров этого университета. По словам ученых, благодаря синтезу электроники и органических элементов в будущем можно использовать энергию, образующуюся в хлорофилле, производить альтернативные материалы и устойчивые технологии.
- Кроме того, транзистор из дерева более экологичен, чем кремниевые полупроводники.
Тенденция
В последние годы ученые из разных стран исследуют новые технологии, способные сменить вредные недолговечные материалы на биоразлагаемые альтернативы.
- В мае 2021-го швейцарские ученые из лаборатории Empa создали биоразлагаемый ионистор — альтернативу привычным аккумуляторам. Он уже может хранить электричество в течение нескольких часов и питать, к примеру, небольшие электронные часы. Ионистор изготавливается с помощью 3D-принтера и состоит из безопасных материалов. В естественной среде устройство разлагается почти полностью, оставляя после себя лишь уголь.
- В марте 2023-го ученые в Англии рассказали о разработке компьютера с компонентами на основе грибов. Прорыв в создании материнской платы из биоматериала произошел после того, как специалисты выяснили, что грибница способна передавать электрические импульсы, мало чем отличающиеся от тех, которые генерирует человеческий мозг.
- В 2019 году российские ученые из Тольяттинского госуниверситета разработали медицинские имплантаты из растворяемых сплавов, которые в будущем могут заменить конструкции из титана. Производство намечено на ближайшие месяцы. Уникальность таких изделий в том, что после сращивания костей они разлагаются и пациентам не нужно повторно приходить на операцию для извлечения имплантата.
Но при этом
В научном сообществе далеко не все разделяют оптимизм относительно разработок в сфере биоразлагаемой электроники. В частности, как показывают исследования, массовое производство таких компонентов может быть связано с рисками.
- Немецкие ученые из Франкфуртского университета им. Гете протестировали самые распространенные типы биоразлагаемых изделий и выяснили, что все они содержат множество веществ-примесей.
- 80% биоразлагаемых изделий содержало не менее 10 тыс. разных химикатов. В самом «чистом» пластике оказалось почти 190 различных соединений, а в самом «грязном» — более 20 тыс. Больше всего их оказалось в материалах из крахмала и целлюлозы. По словам экспертов, в таких изделиях основной компонент был не очень практичен, и производители компенсировали это многочисленными добавками.
- Кроме того, в большинстве «натуральных и экологически чистых» пластмасс содержались ядовитые вещества: 67% образцов оказались токсичными, 42% вызвали в клетках окисление, 23% оказали действие, подобное гормональному.
- Ученые заключили, что сама идея перехода к широкому использованию биопластика неплоха, но производителям следует обращать больше внимания на вещества, которые добавляются или случайно попадают в такой материал при его изготовлении.