Вчені створили транзистори з волокон шовку

admin Новини технологій та техніки

вчені створили транзистори з волокон шовкуДослідники з Швеції та Іспанії отримали транзистори, звиті з модифікованих волокон шовку. Результати їх роботи віщують створення нового покоління електронних схем, які можуть бути інкорпоровані в текстильні вироби або поміщені у відповідне біологічне оточення.

Звичайні електронні схеми наносяться за допомогою друку на тверді підкладки, однак велика кількість дослідників намагаються розробити методи отримання електроніки з набагато більш гнучким колом можливих властивостей. Ряд дослідників намагається наносити електронні деталі безпосередньо на тканину, в той час як інші намагаються перетворити індивідуальні волокна тканини в компоненти мікроелектронного пристрою.

Олле Інганас (Olle Inganas) з колегами зі Швеції та Іспанії вирішив використовувати другий підхід. Шість років тому дослідники з його групи розробили спосіб перетворення шовкових волокон, що виділяються тутовими шовкопрядами Bombyx mori, в напівпровідники за рахунок занурення цих волокон в колоїдний розчин проводячого полімеру. У новій роботі вони показали, що з таких напівпровідних волокон може бути звитий електрохімічний транзистор. У електрохімічному варіанті транзистора для зміни його провідності застосовується розчин електроліту, що грає ту ж роль, яку відіграють легуючі добавки до напівпровідників у звичайних напівпровідникових транзисторах.

Щоб отримати такий транзистор дослідники перехрестили дві шовкові нитки, які були попередньо занурені в полімер з технічної маркою PEDOT-S, після чого на точку контакту двох волокон дослідники додали краплю електроліту. Приклавши напругу до кінців однієї нитки шовку, що грала роль керуючого електрода, дослідники змогли контролювати струм, що протікає по іншому волокну, кінці якого грали роль електродів витоку і стоку. Аналогічно відбувається управління звичайним напівпровідниковим транзистором.(Перегляньте статтю про квантову пам'ять)

Дженніфер Льюїс (Jennifer Lewis), фахівець з хімії матеріалів з Університету Іллінойсу заявляє, що в групі Інганаса зроблено важливий крок з об'єднання електронних схем з текстильними матеріалами, однак підкреслює, що у запропонованого шведськими та іспанськими дослідниками рішення є ряд обмежень. Так, на електричні властивості опрацьованих шовкових волокон негативно впливає основа - власне волокно непровідного фіброіна шовку. Інший недолік методу, за словами Льюїса, полягає в тому, що використання електроліту для з'єднання ниток занадто складно для промислової реалізації запропонованого підходу.

Пол Калверт (Paul Calvert), експерт з гнучкою електроніці з Університету Массачусетсу погоджується, що у «транзисторів з шовку» є як переваги, так і недоліки. До переваг він відносить як низька напруга для управління, так і можливість збільшувати силу струму в 100 разів (ці характеристики можна порівняти з властивостями напівпровідникових транзисторів). До негативних сторін «шовкового транзистора» Калверт відносить низький час їх реакції і недостатню гнучкість модифікованого шовку.