Des scientifiques viennent de dévoiler le premier transistor électrique en bois au monde : ScienceAlert

Le bois est bon pour beaucoup de choses. Construire des boîtes, des bateaux et des bibliothèques, par exemple. Fabrication d'outils ou de feux de camp. Nourrir les termites. Et les castors.

Vous remarquerez que l'alimentation d'appareils électriques fonctionnels n'en fait pas partie.

Des chercheurs de l'Université de Linköping et de l'Institut royal de technologie KTH en Suède n'ont clairement jamais accordé beaucoup d'attention aux listes de choses pour lesquelles le bois est mauvais, alors ils sont allés de l'avant et ont fabriqué le premier transistor en bois au monde.

Pour être franc, l'équipe à l'origine de l'innovation a ajouté un ingrédient spécial pour contourner tout le problème du bois qui est si mauvais pour conduire un courant. Et pendant que cela fonctionne, ne vous attendez pas à en trouver un dans votre prochain smartphone.

"Oui, le transistor en bois est lent et encombrant, mais il fonctionne et a un énorme potentiel de développement", déclare l'ingénieur électricien Isak Engquist de l'université de Linköping.

L'humble transistor est un composant fondamental dans à peu près n'importe quel élément de technologie électronique. Fonctionnant comme une minuscule "porte" qui contrôle le flux d'un courant à travers l'application d'un autre, elle peut amplifier des signaux, stocker des données sous forme d'une chaîne de commutateurs ou travailler ensemble pour effectuer des opérations logiques.

Il peut faire tout cela grâce à une propriété des matériaux semi-conducteurs qui leur permet de transporter un courant uniquement lorsqu'ils ont eux-mêmes une charge suffisante.

Là où les premiers transistors étaient des objets grumeleux que vous pouviez peut-être tenir en équilibre sur le bout du doigt, ils ont depuis été construits à une échelle qui entasse des dizaines de milliards dans le même espace.

Le bois n'est pas semi-conducteur. En fait, les éléments constitutifs glucidiques des fibres végétales sont carrément têtus lorsqu'il s'agit de lancer des électrons sur la route.

Une façon de contourner ce problème est de réduire le bois à un bâton de charbon de bois, laissant une autoroute de carbone relativement pure pour qu'une charge électrique dégringole.

Mais le charbon de bois n'est pas vraiment du bois, alors où est le plaisir là-dedans ?

En utilisant le balsa de bois dur pour sa résistance relativement élevée, sa faible densité et sa structure homogène, Engquist et son équipe l'ont débarrassé de sa lignine dure et ont rempli le matériau restant avec un polymère conducteur mixte électron-ion appelé poly (3,4-éthylènedioxythiophène) –polystyrène sulfonate, ou PEDOT:PSS.

Si nous sommes techniques, le bois agit davantage comme un logement pour le matériau conducteur, comme un faisceau de fils désordonné. L'idée n'est pas nouvelle non plus, les chercheurs ayant déjà exploré l'idée d'utiliser du matériel végétal comme récipient poreux pour les substances électrochimiques et conductrices.

Engquist s'est appuyé sur cette expérience en tentant d'optimiser l'élimination de la lignine pour créer un canal plus efficace dans lequel le polymère peut fonctionner, avant d'analyser les propriétés conductrices de l'unité balsa-polymère.

En empilant des unités d'un millimètre d'épaisseur qui fonctionnaient comme des électrodes et des canaux, l'équipe a découvert qu'elle pouvait créer un transistor plutôt rudimentaire. En l'absence de tension, toute la structure peut être considérée comme ouverte et l'interrupteur placé en position « marche ». Pompez en 6 volts et le canal se remplit d'électrons, en serrant lentement le canal pour le fermer et en mettant l'interrupteur en position "off".

Éteindre l'appareil en bois prend environ 1 seconde tandis que le remettre en position marche prend environ 5 secondes. Étant donné que les transistors de votre ordinateur fonctionnent à des vitesses mesurées en gigahertz – s'allumant et s'éteignant des centaines de milliards de fois par seconde – vous pouvez oublier de bricoler suffisamment de bâtons pour jouer à Fortnite.

Alors, quel est le point, demandez-vous?

"Nous n'avons pas créé le transistor en bois avec une application spécifique à l'esprit", explique Engquist.

"Nous l'avons fait parce que nous le pouvions. Il s'agit d'une recherche fondamentale, montrant que c'est possible, et nous espérons qu'elle inspirera d'autres recherches qui pourront déboucher sur des applications à l'avenir."

Mis à part les calculs rapides, l'électronique biodégradable fabriquée à partir de ressources facilement récoltées pourrait être utilisée dans des capteurs à distance qui doivent se décomposer facilement ou dans des dispositifs discrets alimentés par des mouvements dans l'environnement.

Ce ne sont là que quelques autres choses pour lesquelles le bois pourrait être plutôt bon.

Cette recherche a été publiée dans PNAS.