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05 . 12 . 23
El primer transistor de madera del mundo que conduce la electricidad
Investigadores de la Universidad de Linköping, en asociación con el Instituto Real de Tecnología de Estocolmo (KTH), han logrado desarrollar el primer transistor de madera del mundo. Aclamado como un hito en biofísica, allana el camino para un mayor desarrollo de la electrónica sostenible basada en madera y la integración de sistemas de control dentro de las plantas vivas, lo que podría ayudar en la agricultura y la gestión forestal.
Un transistor de madera: ¿Señal de una futura revolución en los materiales?
Inventado hace casi 100 años, un transistor es un componente electrónico básico, generalmente hecho de silicio puro, que controla o amplifica voltajes y corrientes eléctricas. Se encuentran en todos los dispositivos electrónicos, a veces en escalas microscópicas. El desafío aquí era hacer que la madera fuera capaz de conducir electricidad.
A lo largo de los años, se han explorado innumerables materiales en un esfuerzo por encontrar nuevos semiconductores con la esperanza de descubrir nuevas aplicaciones, como la electrónica flexible y desechable. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Linköping en Suecia demostraron recientemente un transistor hecho de un material que probablemente no habría sido la primera opción para otros: la madera.
El nuevo transistor utiliza madera de balsa como medio estructural, donde se utilizan procesos químicos y de calentamiento para eliminar la lignina, una sustancia aglutinante que se encuentra en la madera. A partir de ahí, los investigadores acentuando así la presencia de fibras de celulosa. Luego llenaron los canales vacíos con un polímero conductor o plástico (PEDOT: PSS) para que el bloque de madera se volviera eléctricamente conductor.
“Hemos encontrado un principio sin precedentes. Sí, el transistor de madera es lento y voluminoso, pero funciona y tiene un gran potencial de desarrollo”, dice Isak Engquist, profesor asociado senior en el Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping.
En ensayos anteriores, los transistores hechos de madera solo han podido regular el transporte de iones. Y cuando se acaban los iones, el transistor deja de funcionar. El transistor desarrollado por los investigadores de Linköping, sin embargo, puede funcionar continuamente y regular el flujo de electricidad sin deteriorarse.
Las posibles aplicaciones podrían incluir el control de las llamadas plantas electrónicas, que es otra área de investigación sólida en la Universidad de Linköping. Una ventaja de que el canal del transistor sea tan grande es que potencialmente podría tolerar una corriente más alta que los transistores orgánicos normales, lo que podría ser importante para ciertas aplicaciones futuras. Aunque tales aplicaciones no eran lo más importante en la mente de los investigadores.
“No creamos el transistor de madera con ninguna aplicación específica en mente”, comenta Engquist. “Lo hicimos porque pudimos. Esta es una investigación básica que muestra que es posible y esperamos que inspire más investigaciones que puedan conducir a aplicaciones en el futuro”.
¿Cómo podrían estos sensores ayudar con el futuro ambiental?
Si bien el transistor desarrollado en sí mismo tiene poco valor, el hecho de que la madera pueda usarse como dispositivo de conmutación presenta numerosas posibilidades futuras. Una de esas aplicaciones, que los investigadores están explorando ahora, es el crecimiento de elementos conductores dentro de los árboles vivos a medida que crecen. Si esto se puede lograr, es posible tomar medidas eléctricas internas de una planta sin causar ningún daño a través de electrodos invasivos.
La integración de sensores derivados de la madera en plantas vivas podría revolucionar la forma en que monitorizamos la salud de las plantas y nos adaptamos a los cambios ambientales. Al aprovechar la naturaleza biodegradable de la electrónica derivada de la madera, los científicos podrían desarrollar soluciones no invasivas y ecológicas para rastrear el crecimiento de las plantas, el consumo de agua y la absorción de nutrientes. Esta nueva generación de sensores puede ayudar a los agricultores a optimizar el rendimiento de los cultivos, conservar los recursos y minimizar el impacto ambiental de las prácticas agrícolas.
Además, la naturaleza biodegradable del transistor demuestra que los dispositivos futuros podrían ser completamente desechables, presentando menos peligro para el medio ambiente cuando se entierran o se consumen . Esta capacidad permitirá a los investigadores implementar sensores en masa sin tener que preocuparse por los efectos a largo plazo de sus sensores.
De hecho, existen numerosas ventajas en este tipo de transistor de madera. En comparación con el silicio, la madera es un material sostenible y renovable, lo que significa que es una solución mucho más respetuosa con el medio ambiente.
En general, lo que los investigadores han demostrado es realmente emocionante para la industria electrónica y, sin duda, tendrá un impacto duradero en la investigación futura.
La investigación se publica en un artículo en la revista PNAS.
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