نیمه‌رساناهای چوبی یک قدم به واقعیت نزدیک‌تر شدند


ایده ساخت نیمه هادی های چوبی آنقدرها هم که به نظر می رسد عجیب نیست، زیرا دیواره های سلولی گیاهان از ماده ای به نام سلولز ساخته شده است و سلولز می تواند تحت شرایط خاصی جریان الکتریکی را تحت گرما هدایت کند. این احساس گرما به فرآیند کربن‌سازی معروف است و به ساختارهای سه‌بعدی ماده آسیب می‌زند، اما اکنون محققان فرآیند جدیدی را توسعه داده‌اند که به راحتی می‌توان از سلولز به عنوان نیمه‌رسانا استفاده کرد. گروهی از محققان ژاپنی اخیرا فرآیندی را توسعه داده و نتایج کار خود را در مجله ACS Nano منتشر کرده اند. آنها می گویند که فرآیند جدید به نانومواد تجدیدپذیر، معروف به نانوکاغذ، اجازه می دهد تا بدون آسیب رساندن به ساختار کاغذ، گرم شود. سوزاندن مواد در دماهای مختلف به دانشمندان اجازه داد تا خواص مختلفی را توسعه دهند. برای دستیابی به این هدف، محققان باید بر دو چالش بزرگ غلبه می کردند. اول، این فرآیند باید به سازندگان اجازه دهد تا نانوفویل را برای داشتن خواص الکتریکی متفاوت برای کاربردهای مختلف بهینه کنند. دوم، این فرآیند باید به اندازه کافی انعطاف پذیر باشد تا سازندگان بتوانند ساختارهای سطح بالا و با منافذ بالا را متناسب با نیاز خود طراحی کنند. فرآیند حاصل فرآیندی چند مرحله ای است که کنترل بالایی بر محصول نهایی فراهم می کند. هیروتاگا کوگا، دانشمند مواد ژاپنی و یکی از نویسندگان این مقاله، می گوید: این نمودار نشان می دهد که چگونه خواص و ساختارهای سه بعدی به این نیمه هادی اضافه می شود. استفاده از این ماده در ترکیب با فرآیند خشک کردن با ایجاد فاصله کنترل شده به این معنی است که گرما تغییر قابل توجهی در ساختارها ایجاد نمی کند و می توان از دمای مورد نظر برای کنترل خواص الکتریکی استفاده کرد. نیمه هادی های چوبی جدید در دو نمونه آزمایش شدند دانشمندان از این تکنیک برای تولید دو وسیله اثبات مفهومی نسبتا ساده استفاده کردند. در مثال اول، آنها از این نیمه رسانای نانو جزء به عنوان حسگر برای مشاهده میزان بخار آب عبوری از دو نوع مختلف ماسک استفاده کردند. نتیجه این بود که ماسک های جراحی خیلی بهتر از ماسک های پارچه ای معمولی از عبور مولکول های آب جلوگیری می کردند. در نمونه دوم، نیمه هادی روی سلول گلوکز سوخت زیستی قرار داده شد. نتیجه این بود که چگالی انرژی در این ماده در مقایسه با استفاده از صفحات تجاری گرافیت 14 برابر افزایش یافت. کوگا می‌گوید: «آنچه که ما توانستیم از قابلیت‌های نگهداری و بهینه‌سازی این ساختار نشان دهیم، نویدبخش استفاده از این نانومواد در کاربردهای واقعی است. ما معتقدیم که رویکرد ما راه را برای گام‌های بعدی در تولید محصولات الکترونیکی پایدار که تماماً از مواد گیاهی ساخته می‌شوند، هموار می‌کند.»

دیدگاهتان را بنویسید