دستاورد جدید دانشمندان ژاپنی، ساخت نیمه‌رسانا با چوب را یک قدم به واقعیت نزدیکتر کرد
ایده ساخت نیمه‌رساناهای چوبی آن‌قدرها که به نظر می‌رسد عجیب نیست، چون دیواره‌های سلولی در گیاهان از ماده‌ای به‌نام سلولز ساخته شده و سلولز می‌تواند تحت شرایط خاص با گرما دیدن الکتریسیته منتقل کند. این ...
در دیجیاتو ثبت‌نام کنید
جهت بهره‌مندی و دسترسی به امکانات ویژه و بخش‌های مختلف در دیجیاتو عضو ویژه دیجیاتو شوید.
عضویت در دیجیاتوتازههای تکنولوژی
ایده ساخت نیمه‌رساناهای چوبی آن‌قدرها که به نظر می‌رسد عجیب نیست، چون دیواره‌های سلولی در گیاهان از ماده‌ای به‌نام سلولز ساخته شده و سلولز می‌تواند تحت شرایط خاص با گرما دیدن الکتریسیته منتقل کند. این گرما دیدن با عنوان فرآیند کربن شدن شناخته می‌شود و به ساختارهای سه‌بعدی ماده آسیب می‌زند اما حالا محققان فرآیند جدیدی توسعه داده‌اند که می‌تواند بدون مشکل، استفاده از سلولز به عنوان نیمه‌رسانا را ممکن کند.
گروهی از پژوهشگران ژاپنی به‌تازگی فرآیندی توسعه داده‌اند و نتایج کار خود را در مجله ACS Nano منتشر کرده‌اند. آن‌ها می‌گویند این فرآیند جدید اجازه می‌دهد این نانوماده تجدیدپذیر که تحت عنوان نانوکاغذ شناخته می‌شود، بدون آسیب دیدن در بخش ساختارهای کاغذی حرارت ببیند.
محققان برای دستیابی به این ماده باید دو چالش مهم را پشت سر می‌گذاشتند. اول، این فرآیند باید به تولیدکنندگان اجازه می‌داد نانوکاغذ را به‌گونه‌ای بهینه‌سازی کنند که برای کاربردهای مختلف ویژگی‌های الکتریکی گوناگون داشته باشد. دوم، این فرآیند باید به اندازه‌ای انعطاف‌پذیر باشد تا تولیدکنندگان بتوانند مطابق نیاز خود ساختارهایی با سطح زیاد و منافذ بسیار طراحی کنند. فرآیند حاصله یک فرآیند چند مرحله‌ای است که کنترل بالایی را روی محصول نهایی ارائه می‌کند.
«هیروتاگا کوگا»، دانشمند مواد ژاپنی و از نویسندگان این مقاله می‌گوید: «ما یک ید را به این فرآیند اضافه کردیم که برای محافظت از نانوساختارهای نانوکاغذ بسیار مفید بود. استفاده از این ماده در ترکیب با فرآیند خشک کردنی از طریق ایجاد فاصله کنترل شده، بدین معناست که گرما دیدن باعث تغییر چشمگیر ساختارها نمی‌شود و می‌توان از دمای دلخواه برای کنترل خصوصیات الکتریکی استفاده کرد.»
نیمه‌رساناهای چوبی جدید در دو نمونه آزمایش شدند
دانشمندان از این تکنیک برای تولید دو دستگاه اثبات مفهوم نسبتا ساده استفاده کردند. در نمونه اول، آن ها از این نیمه‌رسانای نانوکاغذی به‌عنوان حسگری برای مشاهده مقدار عبور بخار آب از میان دو نوع ماسک مختلف استفاده کردند. نتیجه این بود که ماسک جراحی بسیار بهتر از ماسک‌های پارچه‌ای معمولی جلوی عبور مولکول‌های آب را می‌گیرد. در نمونه دوم، این نیمه‌رسانا روی یک سلول زیست‌سوخت گلوکزی قرار داده شد. نتیجه این بود که تراکم انرژی در این ماده 14 برابر نسبت به استفاده از صفحات تجاری گرافیتی افزایش یافت.
کوگا می‌گوید: «آن‌چه ما توانستیم از قابلیت‌های نگهداری و بهینه‌سازی این ساختار نشان دهیم، برای استفاده از این نانوماده در دستگاه‌های کاربردی واقعی نویدبخش است. باور داریم که رویکرد ما زمینه‌ساز برداشتن قدم‌های بعدی در زمینه تولید محصولات الکترونیکی پایداری خواهد بود که کاملا از مواد گیاهی ساخته خواهند شد.»
برای گفتگو با کاربران ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید.