Al momento è una prova di fattibilità, ma il transistor in legno è pienamente funzionante (Credit immagine: Thor Balkhed)
I vegetali e l’elettronica sembrano due mondi distanti fra loro, persino incompatibili. Eppure ricercatori dell’Università di Linköping e del KTH Royal Institute of Technology (entrambi istituti con sede in Svezia) hanno aperto la strada verso ciò che sembrava impossibile, il primo transistor di legno.
Nel 1947 l’elettronica fu rivoluzionata dall’introduzione del transistor a tre elettrodi, sul cui principio di funzionamento si sarebbero poi basati anche i circuiti integrati e i microprocessori. Un transistor è un dispositivo costruito a partire da un materiale semiconduttore (come il silicio) in grado di conferirgli proprietà ottimali per il controllo, l’amplificazione e la commutazione della corrente elettrica.
Naturalmente il legno non è un semiconduttore (e neppure un conduttore), deve quindi essere sottoposto a un trattamento particolare. Innanzitutto la scelta è caduta sul legno di balsa poiché caratterizzato da una struttura uniforme; è stata poi rimossa la lignina, che gli conferisce rigidità e risulta invece funzionale in altre applicazioni quali la creazione del pellet.
Il transistor in legno è lento e ingombrante, ma funziona
Questa operazione ha lasciato dei canali vuoti lungo la fibra di cellulosa, proprio dove prima c’era la lignina. Tali cavità sono stati riempiti con un materiale polimerico conduttivo, fornendo alla struttura nel suo insieme le qualità di un semiconduttore in grado di regolare la corrente elettrica, accendere e spegnere l’alimentazione e fornire alimentazione continua al livello selezionato. Il dispositivo risulta piuttosto lento, è necessario un tempo quantificabile nell’ordine dei secondi per accenderlo e un secondo per spegnerlo, ma funziona.
“Abbiamo ottenuto un transistor in cui tutti e tre i terminali sono realizzati in legno conduttivo e in grado di funzionare in modo continuativo alla conduttività selezionata senza essere limitato, per esempio, dagli effetti di saturazione. Prevediamo che questo dispositivo e questo concetto rappresenteranno un trampolino di lancio per lo sviluppo di componenti elettrici a base di legno”, spiegano i ricercatori.
“Non abbiamo creato il transistor in legno pensando a un’applicazione specifica. Lo abbiamo fatto perché potevamo. Questa è ricerca di base, dimostra che è possibile, e speriamo possa ispirare ulteriori ricerche che portino verso applicazioni pratiche in futuro”, afferma Isak Engquist professore associato presso il Laboratorio di elettronica organica dell’Università di Linköping.
L’elettronica basata sul legno è indirizzata verso interessante sviluppi nei prossimi anni
Questo sviluppo si ricollega all’elettronica del legno, un campo di recente introduzione. La natura del trasporto di massa all’interno delle piante costituisce da tempi recenti fonte d’ispirazione verso lo sviluppo di elettronica a basso costo e sostenibile basata sul legno, ma affinché questo settore possa davvero fare un balzo in avanti la presenza dei transistor è necessaria.
Un transistor di legno aiuterebbe anzi a sviluppare l’elettronica basata sulle piante in parte proprio grazie alle proprie notevoli dimensioni che potrebbero permettere di regolare agevolmente una corrente elevata.
“Man mano che entriamo nell’era delle tecnologie verdi, ci sarà una crescente distinzione fra l’elettronica complessa su scala nanometrica da un lato e l’elettronica semplice, di grandi dimensioni o di grande area, dall’altro, quest’ultima con funzionalità speciali come il biosensore, la biointegrazione, biodegradabilità, ecc. I materiali a base biologica saranno la base per lo sviluppo di queste funzionalità”.
Lo studio Electrical current modulation in wood electrochemical transistor è stato pubblicato su PNAS.
