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木材晶体管可以让我们在树上嵌入电子产品

导读 由引导电木材料制成的电气开关可以作为未来充入活树和其他植物中的电子设备的构件。瑞典林雪平大学的伊萨克·恩奎斯特 (Isak Engquist)说

由引导电木材料制成的电气开关可以作为未来充入活树和其他植物中的电子设备的构件。

瑞典林雪平大学的伊萨克·恩奎斯特 (Isak Engquist)说:“有一个新兴的研究领域叫做电子植物,科学家们在这个领域研究在植物内部发送信息或将传感器等功能整合到植物中,甚至是活植物中的不同方式。”

Engquist和他的同步开发了针对木料的晶体管——一种可以提供高电流或者充当电信号打开的电子元器件。一个指甲盖大小型的计算机芯片包含数十亿个由透明半导体材料制成的微晶管。每半导体管每秒可以打开几十亿次。与石英管相比,木晶管明显更大,每长3厘米。它们的打开速度也慢得多,只允许他们在大约 1 秒内关闭,并在大约5秒内打开。

但对于农业或林业中的某些电子应用,例如监测植物对环境压力和气候变化的抵抗力,木质晶体管可以证明更具备可持续性和生物相关性。

为了制造木材物质管理,Engquist和他的共同作用使热和化学过程从轻木块中去去除木材物质——木材和植物中的一种有机结合物质。这个过程释放了自然管网内部和之间的空间,称为管肚,在木材中输送水。

然后,他们将木材料浸入含引导电聚合物质的液体溶解中,让聚合物质浸入木材料并覆盖外龟。相互作用的导电木材料——当溶解在水中时导电的化学物质——作用为结构木质晶体管的基础。

研究人员在多次开展相关测试运行期间表现并测量了木质材料管的操作。未参加与该研究的印第一安纳州普渡大学的田丽表示,这表示了一种“令人兴奋的工程可能性,即利使用木材”作为“可以将电气材料整合到设备中”的支撑架。

该团队最开始尝试了几种木材,包括樱桃木和白蜡木。但事实证明,轻木具有这种方法的特殊性,包括去除木质素后保持其结构完整、毫无问题地吸收导电聚物以及夏季和冬季木材之间没有明显的季节差异。

Engquist 说,研究人员最终可能会培养出内部已经含有聚集物的引导木材料。这可能浸及使用不同的引导物穿过透射木材料,而不必先去除木质素。

Engquist说:“似乎最有可能的是,每块木头或每株植物都只包含几个木头电化学晶体管,而这些晶体管的尺寸为毫米级。”

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