以輕木為原料之木製生質電晶體

 

刊登日期:2023/7/6
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瑞典皇家理工學院(KTH)與林雪平大學(LiU)利用輕木(Balsa Wood)開發了一項木質電化學電晶體(Wood Electrochemical Transistor; WECT),可望做為植物由來生物感測器等電子設備應用於農業或森林管理等用途。雖然木材屬於絕緣體,但利用導電性材料予以改良後可適用做為電池、超級電容器等元件的材料,然而目前尚未有利用木材製作電晶體的實績。

此次研究團隊將輕木以由有機聚合物組成的導電性聚合物進行改質,並透過去除木質素增加木材細胞壁的孔隙率,由於木材浸入含有導電性聚合物液體中的吸收性有所提昇,進而提高了木材的導電性。研究團隊將2片導電性木材(Conductive Wood)分別做為上下閘極,並利用2片隔板(Separator)將另一片導電性木材夾在中間形成厚度1 mm的通道,藉此製作出所有電極均由導電性木材組成,開/關比(On/off Ratio)為50的WECT。

在WECT測試中,電晶體對於閘極電壓的變化亦有良好反應,並表現出類似於有機電化學電晶體的動態開關特性。在初步測試中,除了輕木之外,研究團隊也測試了樺木、白蠟木,結果證實輕木在電極製作方面表現出特別優異的性能。然而在實驗中,OFF動作需要1秒左右,ON動作則需要5秒以上。此項WECT研究的主要重點並非電晶體的高性能化,而是證明可利用外部電位(External Potential)對導電性木材導電率進行調變(Modulated)的假設。木質電化學電晶體的概念將可望有助於促進在特定電氣用途利用地球上豐富存在之永續資源。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/230606_wect.html
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