Keren! Ilmuwan Temukan Transistor Kayu Pertama di Dunia
Para peneliti di Universitas Linköping dan KTH Royal Institute of Technology di Swedia jelas tidak pernah terlalu memperhatikan daftar hal-hal yang buruk pada kayu, jadi mereka melanjutkan dan membuat transistor kayu pertama di dunia.
 |
| Bahan khusus ditambahkan ke dalam kayu supaya bisa menghantarkan arus listrik. Sumber gambar: PNAS Journal. |
"Ya, transistor kayu lambat dan besar, tetapi dapat berfungsi dan memiliki potensi pengembangan yang besar," kata insinyur kelistrikan Isak Engquist dari Universitas Linköping.
Transistor sederhana adalah komponen mendasar di hampir semua teknologi elektronik. Berfungsi sebagai 'gerbang' kecil yang mengontrol aliran satu arus melalui penerapan yang lain, ia dapat memperkuat sinyal, menyimpan data sebagai rangkaian sakelar, atau bekerja sama untuk melakukan operasi logika.
Itu dapat melakukan semua ini berkat sifat bahan semikonduktif yang memungkinkan mereka membawa arus hanya ketika mereka sendiri memiliki muatan yang cukup.
Di mana transistor pertama adalah objek kental yang mungkin dapat Anda seimbangkan dengan ujung jari, mereka telah dibuat dalam skala yang menjejalkan puluhan miliar ke dalam ruang yang sama.
Kayu tidak semikonduktif. Faktanya, blok pembangun karbohidrat dari serat tumbuhan benar-benar membandel ketika harus menendang elektron di jalan.
Salah satu cara untuk mengatasi masalah itu adalah dengan mereduksi kayu menjadi sebatang arang, meninggalkan jalan raya karbon yang relatif murni agar muatan listrik mengalir.
Tapi arang sebenarnya bukan kayu, jadi di mana kesenangannya?
Menggunakan kayu keras balsa karena kekuatannya yang relatif tinggi, kerapatan rendah, dan strukturnya yang homogen, Engquist dan timnya melepaskannya dari lignin kerasnya dan mengisi bahan yang tersisa dengan campuran polimer penghantar ion-elektron yang disebut poli (3,4-etilenadioksitiofena) –polistirena sulfonat, atau PEDOT:PSS .
Jika kita sedang teknis, kayu bertindak lebih sebagai rumah untuk bahan konduktif, seperti seikat kabel yang berantakan. Idenya juga bukan hal baru, dengan para peneliti sebelumnya telah mengeksplorasi ide menggunakan bahan tanaman sebagai wadah berpori untuk zat elektrokimia dan konduktif .
Engquist membangun berdasarkan pengalaman ini dengan mencoba mengoptimalkan penghilangan lignin untuk menciptakan saluran yang lebih efisien bagi polimer untuk beroperasi di dalamnya, sebelum menganalisis sifat konduktif unit polimer balsa.
Dengan menumpuk unit setebal milimeter yang beroperasi sebagai elektroda dan saluran, tim menemukan bahwa mereka dapat membuat transistor yang agak kasar. Tanpa tegangan, seluruh struktur dapat dianggap terbuka dan sakelar disetel pada posisi 'on'. Pompa dalam 6 volt, dan saluran diisi dengan elektron, perlahan-lahan menekan saluran hingga tertutup dan menjentikkan sakelar ke posisi 'mati'.
Mematikan perangkat kayu membutuhkan waktu sekitar 1 detik sementara mengembalikannya ke posisi aktif membutuhkan waktu sekitar 5 detik. Mempertimbangkan transistor di komputer Anda beroperasi pada kecepatan yang diukur dalam gigahertz – menjentikkan dan mematikan ratusan miliar kali per detik – Anda bisa lupa membuat cukup banyak tongkat untuk bermain Fortnite.
Jadi apa gunanya, Anda bertanya?
"Kami tidak membuat transistor kayu dengan aplikasi khusus apa pun," kata Engquist.
"Kami melakukannya karena kami bisa. Ini adalah penelitian dasar, menunjukkan bahwa itu mungkin, dan kami berharap ini akan menginspirasi penelitian lebih lanjut yang dapat mengarah pada aplikasi di masa depan."
Di samping perhitungan cepat, elektronik biodegradable yang terbuat dari sumber daya yang mudah dipanen dapat digunakan dalam sensor jarak jauh yang perlu dipecah dengan mudah atau perangkat tidak mencolok yang ditenagai oleh gerakan di lingkungan.
Ini hanya beberapa hal lagi yang bisa dilakukan kayu. Penelitian ini dipublikasikan di jurnal PNAS.
