Stefano Sergente
Un team di ricercatori svedesi ha compiuto una svolta tecnologica creando e testando il primo transistor in legno al mondo. Questa tecnologia potrebbe aprire la strada a un’elettronica basata sul legno, più sostenibile e biodegradabile.
Grazie a questa scoperta, nata da una ricerca finanziata dalla Fondazione Knut e Alice Wallenberg attraverso il Wallenberg Wood Science Center, il team svedese ha fornito una prova tangibile delle possibilità dei transistor in legno, nella speranza di ispirare nuove ricerche e applicazioni future basate su questa sorprendente tecnologia.
Il primo transistor in legno al mondo è svedese
I team della Linköping University di Norrköping e del Royal Institute of Technology di Stoccolma hanno costruito il primo transistor in legno, per poi illustrare la creazione, le capacità e il potenziale dei transistor elettrochimici in legno in un articolo intitolato “Electrical current modulation in wood electrochemical transistors”.
In passato, i transistor fatti di legno sono stati in grado di regolare solo il trasporto di ioni, ma quando si esaurivano, il transistor smetteva di funzionare. Questo non accade con il transistor sviluppato dai ricercatori di Linköping, che invece può funzionare continuamente e regolare il flusso di elettricità senza deteriorarsi.
I transistor sono impiegati principalmente come amplificatori di segnali elettrici o come interruttori elettronici comandati, e sono realizzati spesso in silicio: un materiale che si comporta bene anche in presenza di temperature particolarmente elevate, garantendo la stabilità termica necessaria. Talvolta sono realizzati anche in germanio, ma il silicio è un materiale molto più diffuso.
Nasce il WECT: il transistor elettrochimico in legno
I transistor elettrochimici in legno realizzati dai ricercatori svedesi, siglati in WECT, sono stati realizzati utilizzando uno speciale legno conduttivo: un legno molto particolare creato grazie alla rimozione della lignina attraverso un processo chimico a base di solventi. Completata questa operazione, rimangono solo lunghe fibre di cellulosa e i canali dove si trovava la lignina.
Questi canali sono stati poi riempiti con una plastica conduttiva, o polimero, chiamata PEDOT:PSS, ottenendo così un materiale in legno elettricamente conduttivo: assemblando tre pezzi di questo legno modificato, nasce il WECT.
Il WECT potrebbe aprire la strada a un’elettronica basata sul legno, più sostenibile e biodegradabile, e persino consentire il controllo elettronico delle piante, e questo è di per sé piuttosto sorprendente. Tuttavia, il silicio può stare tranquillo: purtroppo non c’è modo che il WECT sostituisca i transistor al silicio in tempi brevi, o addirittura mai. I transistor in silicio sono infatti misurati in nanometri e funzionanti a velocità di molti gigahertz, mentre il WECT, progettato e testato dai ricercatori svedesi, presenta diversi problemi che rendono impossibile la sostituzione. Quali?
Prima di tutto misura 3 cm di diametro e raggiunge una frequenza inferiore a un hertz, ma non è tutto, l’elettronica del legno consente ai transistor di spegnersi in circa 1 secondo e di accendersi in circa 5 secondi.
Limiti e possibili applicazioni del WECT
Ovviamente non tutti i dispositivi elettronici hanno bisogno delle velocità più elevate e dei transistor più piccoli, ma il WECT non è ancora abbastanza performante per questa tipologia di applicazione. Nonostante questo, il team è certo di aver fatto uno scoperta senza precedenti: secondo Isak Engquist, professore associato senior presso il Laboratorio di Elettronica Organica dell’Università di Linköping, il transistor di legno è lento e ingombrante “ma funziona e ha un enorme potenziale di sviluppo”.
Sebbene il WECT non sia in grado di sostituire il silicio, crea un’alternativa molto più sostenibile e biodegradabile che in futuro potrebbe trovare impiego nel campo dell’agricoltura e della silvicoltura: passando dal monitoraggio della resistenza delle piante a quello dello stress ambientale, e arrivando persino al rilevamento dei cambiamenti climatici.
“Non abbiamo creato il transistor di legno pensando a un’applicazione specifica. L’abbiamo fatto perché potevamo farlo. Si tratta di una ricerca di base, che dimostra che è possibile, e speriamo che ispiri ulteriori ricerche che possano portare ad applicazioni future“, ha affermato Engquist.
Al momento i ricercatori non hanno in mente alcuna applicazione specifica e possiamo dire che hanno creato il WECT per puro spirito di ricerca: il potenziale c’è sicuramente, ma trattandosi di una tecnologia agli albori, occorreranno molte altre ricerche per scoprirne il potenziale. Insomma, questo transistor in legno non rivoluzionerà l’informatica, ma dimostra che è possibile farlo e sicuramente aprirà la strada a ulteriori scoperte.