È stato creato un transistor in cellulosa, già biocompatibile.
Elettronica
Redazione del sito web sull'innovazione tecnologica - 7 agosto 2025
(a) Micrografia del transistor di cellulosa. (b) Struttura molecolare della cellulosa (C 6 H 10 O 5 ) - il verde è il carbonio, il rosa è l'ossigeno e l'azzurro è l'idrogeno. [Immagine: Mikio Fukuhara et al. - 10.1063/5.0279007 ]
Elettronica in legno
Il transistor è uno dei componenti fondamentali dell'elettronica moderna, il componente base di tutti i computer, telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici. Quasi tutti i transistor sono realizzati in silicio, un numero minore è in germanio e solo più recentemente si è iniziato a utilizzare semiconduttori organici , essenzialmente polimeri.
Ora, Miko Fukuhara e i suoi colleghi dell'Università di Tohoku in Giappone hanno progettato e costruito un transistor utilizzando la cellulosa, presentando il primo prototipo di transistor completamente funzionante realizzato con materiali di origine vegetale.
La cellulosa è un polimero naturale, un composto organico prodotto naturalmente dalla maggior parte delle piante, il che la rende un importante materiale a zero emissioni di carbonio. Le proprietà della cellulosa la rendono anche un materiale semiconduttore ideale per applicazioni biocompatibili e biomediche.
"La cellulosa è un materiale leggero e rinnovabile che ha una maggiore affinità per gli organismi viventi rispetto ai materiali semiconduttori artificiali convenzionali, quindi è probabile che trovi ampia applicazione come nuovo biosensore", ha affermato Fukuhara. "Poiché il suo gap di banda energetica e la sua resistenza alla tensione sono ampi, e il suo rapporto on/off è relativamente alto, può essere utilizzato anche in applicazioni ad alta velocità e in campi legati alla luce".
Transistor di legno: schema del processo di fabbricazione del transistor (MESFET) da nanoparticelle di cellulosa. [Immagine: Mikio Fukuhara et al. - 10.1063/5.0279007]
Transistor di cellulosa
Nonostante derivi da piante, la cellulosa è un semiconduttore intrinseco, il che significa che non è possibile introdurre altri elementi nel materiale per alterarne la banda proibita energetica. Tuttavia, la struttura delle molecole di cellulosa può essere modificata aggiungendo gruppi funzionali, in modo simile al drogaggio, la tecnica standard utilizzata nei materiali semiconduttori.
Il team lo ha dimostrato costruendo un tipo di transistor chiamato transistor a effetto di campo metallo- semiconduttore , o MESFET; più tecnicamente, è un transistor a barriera Schottky .
Gli esperimenti hanno dimostrato che la struttura convenzionale delle nanofibre di cellulosa non aveva la densità necessaria per produrre un transistor, quindi sono state utilizzate nanoparticelle di cellulosa amorfa contenenti fibre di cellulosa ad asse corto.
I ricercatori ora intendono valutare diverse specie vegetali per identificare i migliori candidati per la produzione di massa di cellulosa con le caratteristiche desiderate per l'elettronica. Sebbene il transistor in nanocellulosa completamente funzionante sia una novità assoluta, non è la prima volta che cellulosa ed elettronica si scontrano : è stato persino prodotto un autentico transistor in legno .
Articolo: Caratteristiche dei transistor a effetto di campo Schottky gated che utilizzano nanoparticelle di cellulosa
Autori: Mikio Fukuhara, Tomonori Yokotsuka, Tetsuo Samoto, Takahito Ono, Nobuhisa Fujima, Toshiyuki HashidaRivista: AIP AdvancesVol.: 15, 075047DOI: 10.1063/5.0279007
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