Der weltweit erste Holztransistor

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Manche halten Transistoren für eine Erfindung, die für die Menschheit genauso wichtig ist wie das Telefon, die Glühbirne oder das Fahrrad. Heute sind sie ein entscheidender Bestandteil moderner elektronischer Geräte und werden im Nanomaßstab hergestellt. Ein Transistor regelt den durch ihn fließenden Strom und kann auch als Leistungsschalter fungieren.

Forscher der Universität Linköping haben nun zusammen mit Kollegen vom KTH Royal Institute of Technology den weltweit ersten elektrischen Transistor aus Holz entwickelt.

„Wir haben ein beispielloses Prinzip entwickelt. Ja, der Holztransistor ist langsam und sperrig, aber er funktioniert und hat ein enormes Entwicklungspotenzial“, sagt Isak Engquist, leitender außerordentlicher Professor am Labor für organische Elektronik an der Universität Linköping.

In früheren Versuchen konnten Transistoren aus Holz lediglich den Ionentransport regulieren. Und wenn die Ionen aufgebraucht sind, funktioniert der Transistor nicht mehr. Der von den Linköping-Forschern entwickelte Transistor kann jedoch kontinuierlich funktionieren und den Stromfluss regulieren, ohne sich zu verschlechtern.

Für die Herstellung ihres Transistors verwendeten die Forscher Balsaholz, da die Technologie ein holzfreies, durchgehend gleichmäßig strukturiertes Holz erfordert. Sie entfernten das Lignin und hinterließen nur lange Zellulosefasern mit Kanälen an der Stelle, an der sich das Lignin befunden hatte.

Diese Kanäle wurden dann mit einem leitfähigen Kunststoff oder Polymer namens PEDOT:PSS gefüllt, wodurch ein elektrisch leitfähiges Holzmaterial entstand.

Die Forscher nutzten dies zum Bau des Holztransistors und zeigten, dass er den elektrischen Strom regulieren und kontinuierlich bei einem ausgewählten Ausgangspegel arbeiten kann. Es konnte auch den Strom ein- und ausschalten, allerdings mit einer Verzögerung – das Ausschalten dauerte etwa eine Sekunde; an, etwa fünf Sekunden.

Mögliche Anwendungen könnten die Regulierung elektronischer Pflanzen umfassen – analoge und digitale elektronische Schaltkreise in lebenden Pflanzen, die von Forschern der Universität Linköping erstellt wurden. Ein Vorteil des so großen Transistorkanals besteht darin, dass er möglicherweise einen höheren Strom verträgt als normale organische Transistoren, was für bestimmte zukünftige Anwendungen wichtig sein könnte. Aber „Wir haben den Holztransistor nicht mit Blick auf eine bestimmte Anwendung entwickelt. Wir haben es gemacht, weil wir es konnten. Das ist Grundlagenforschung, die zeigt, dass es möglich ist, und wir hoffen, dass es weitere Forschungen anregen wird, die zu zukünftigen Anwendungen führen können.“ ", sagte Engquist.

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