Дървесината е добра за много неща. За правене на кутии, лодки и библиотеки, например. За музикални инструменти или лагерни огньове. За храна на термити. И бобри.

Ще забележите, че захранването на функционални електрически уреди не е сред тях.

Изследователи от университета Линкьопинг и Кралския технологичен институт KTH в Швеция очевидно никога не са обръщали много внимание на списъците с неща, в които дървото е лошо, така че са продължили напред и са направили първия дървен транзистор в света.

Ако трябва да бъдем честни, екипът зад иновацията е добавил специална съставка, за да заобиколи целия проблем с лошата електропроводимост на дървото. И въпреки че работи, не очаквайте да намерите такъв в следващия си смартфон.

"Да, дървеният транзистор е бавен и обемист, но работи и има огромен потенциал за развитие", казва електроинженерът Исак Енгквист от университета Линкьопинг.

Скромният транзистор е основен компонент в почти всяка част от електронната технология. Функционирайки като малка "порта", която контролира потока на един ток чрез прилагане на друг, той може да усилва сигнали, като низ от превключватели може да съхранява данни или да работи за извършване на логически операции.

Той може да направи всичко това благодарение на свойството на полупроводниковите материали, което им позволява да пренасят ток само когато самите те имат достатъчно заряд.

Първите транзистори бяха части, които можете да поставите на върха на пръста си, но оттогава те са се смалили до десетки милиарди в същото пространство.

Дървото не е полупроводимо. Всъщност въглехидратните градивни елементи на растителните влакна са направо непреклонни, когато става въпрос за преминаване на електрони.

Един от начините да се заобиколи този проблем е да се докара дървесината до дървени въглища, оставяйки сравнително чиста въглеродна магистрала, по която да се движи електрически заряд.

Но въгленът всъщност не е дърво, така че кое му е забавното?

Диаграмата показва процеса за създаване на "дървен транзистор".
А: Подготовка на проводимо дърво. B: Процесите на производство. C: Диаграми, показващи структурата на транзистора. (Tran et al., PNAS, 2023)*

Енгквист и неговият екип използват балса заради нейната относително висока якост, ниска плътност и хомогенна структура, като освобождават от здравия лигнин и напълват останалия материал със смесен електрон-йон проводим полимер, наречен поли(3,4-етилендиокситиофен)–полистирол сулфонат или PEDOT:PSS.

Ако говорим технически, дървото действа по-скоро като корпус за проводимия материал. Идеята също не е нова, като вече е изследвано използването на растителен материал като порест контейнер за електрохимични и проводящи вещества.

Енгквист стъпва на този опит, като се опитва да оптимизира отстраняването на лигнин, за да създаде по-ефективен канал за действие на полимера, преди да анализира проводимите свойства на балсово-полимерната част.

Екипът открил, че като се подредят части с дебелина милиметър, които работят като електроди и канали, може да създаде доста груб транзистор. При липса на напрежение цялата структура може да се счита за отворена и превключвателят да е поставен в положение "включено". При 6 волта каналът се изпълва с електрони, бавно се затваря и премества ключа в положение "изключено".

Компонентите на дървения транзистор. (Тор Балхед)

Изключването на дървеното устройство отнема около 1 секунда, докато връщането му във включено положение отнема приблизително 5 секунди. За сравнение транзисторите във вашия компютър работят със скорости, измервани в гигахерци, включвайки се и изключвайки се стотици милиарди пъти в секунда.

И така, какъв е смисълът, ще попитате?

"Ние не създадохме дървения транзистор с някакво конкретно приложение наум", казва Енгквист, цитиран от ScienceAlert.

"Направихме го, защото можахме. Това е основно изследване, показващо, че е възможно, и се надяваме, че ще вдъхнови по-нататъшни изследвания, които могат да доведат до приложения в бъдеще."

Като оставим настрана бързите изчисления, биоразградимата електроника, направена от достъпни ресурси, може да се използва в дистанционни сензори, които трябва да развалят лесно или незабележими устройства, захранвани от движения в околната среда.

Това са още няколко неща, за които дървото може да се окаже доста добро.

Това изследване е публикувано в PNAS.