Учёные создали транзисторы из хлопка

Простые электронные устройства на базе натуральных хлопковых нитей, по мнению их создателей, открывают дорогу к тесной интеграции электроники и одежды.

Группа исследователей из Италии, Франции и США создала проводники, резисторы и транзисторы из хлопковой пряжи. Для этого новаторы применили последовательное осаждение на поверхность волокон армии наночастиц, которые надёжно закреплялись в грубой текстуре натурального материала.

Для начала изобретатели создали просто проводящие хлопковые нити. В данном случае они подводят ток к светодиоду. Только потом авторы работы перешли к электронным устройствам (фото с сайта cornell.edu).

В эксперименте были использованы наночастицы золота и проводящий полимер – поли(3,4-этилендиокситиофен), а также ряд других веществ. Комбинируя их в нужных пропорциях, авторы исследования получали волокна с нужными свойствами, способными выступать как простые провода или как полупроводники.

a) Схема хлопкового транзистора OECT (вид сверху и в профиль). Жёлтым цветом показан кусочек изолирующего геля. Сверху расположен затвор, слева и справа подведены нити истока и стока. b) Фото этого транзистора. с) Схема транзистора OFET. По горизонтали проходит затвор из проводящего хлопка, покрытого полимерным изолятором (белый цвет) и органическим полупроводником – пентаценом (фиолетовый). Жёлтым отмечены исток и сток, выполненные из позолоченных волокон (иллюстрация Giorgio Mattana et al./ Organic Electronics).

При этом все покрытия были столь тонкими, что не влияли на гибкость исходного хлопкового волокна. Это показали отдельные испытания электрических и механических свойств новинки.

После опытов с простыми проводами и резисторами из хлопка учёные построили на основе обработанных нитей два вида транзисторов: органический электрохимический (OECT) и органический полевой (OFET).

(Подробности можно найти в пресс-релизе университета Корнелла и статье в журнале Organic Electronics.)

Интересно, что в этой работе принимал участие Хуан Хинестроза (Juan Hinestroza) из университета Корнелла, известный нам по "запрограммированным" нановолокнам и антибактериальным платьям.

«Возможно, однажды мы даже сможем строить компьютеры из хлопковых волокон таким же образом, как делали кипу — „записывающие устройства“ на основе узлов, использовавшиеся в империи инков в Перу», — говорит Хинестроза (фото Robert Barker/ Cornell University).

Учёный считает, что хлопковые транзисторы в будущем позволят тканям измерять температуру тела, автоматически нагревать или охлаждать участки одежды, отслеживать сердечный ритм и артериальное давление людей из группы риска, или контролировать физические нагрузки спортсменов.

Добавим, инженеры и физики давно экспериментируют с носимой электроникой, интегрированной в одежду.