Svampeprodukt pigment viser løfte som halvledermateriale

Anonim

Forskere ved Oregon State University ser på et svært slitesterkt organisk pigment, brukt av mennesker i kunstverk i hundrevis av år, som en lovende mulighet som et halvledermateriale.

Funnene tyder på at det kan bli et bærekraftig, lavpris, lett fabrikert alternativ til silisium i elektroniske eller optoelektroniske applikasjoner der høye ytelsesegenskaper for silisium ikke er nødvendig.

Optoelektronikk er teknologi som arbeider med kombinert bruk av lys og elektronikk, som solceller, og pigmentet som studeres, er xylindein.

"Xylindein er pen, men kan det også være nyttig? Hvor mye kan vi klemme ut av det?" sier Oregon State University fysikeren Oksana Ostroverkhova. "Det fungerer som et elektronisk materiale, men ikke en flott, men det er optimisme vi kan gjøre det bedre."

Xylindien utskilles av to tre-spisende sopp i Chlorociboria-slekten. Eventuelt tre som er smittet av soppene er farget med en blågrønn farge, og håndverkere har verdsatt xylindein-berørt tre i århundrer.

Pigmentet er så stabilt at dekorative produkter som er laget for et halvt årtusen siden fremdeles viser sin særegne nyanse. Det holder opp mot langvarig eksponering for varme, ultrafiolett lys og elektrisk stress.

"Hvis vi kan lære hemmeligheten for hvorfor de soppproducerte pigmentene er så stabile, kan vi løse et problem som eksisterer med organisk elektronikk, " sa Ostroverkhova. "Mange organiske elektroniske materialer er også for dyre å produsere, så vi ønsker å gjøre noe billigere på en økologisk vennlig måte som er bra for økonomien."

Med nåværende fabrikasjonsteknikker har xylindein en tendens til å danne ujevne filmer med en porøs, uregelmessig, "steinete" struktur.

"Det er mye ytelsesvariasjon, " sa hun. "Du kan tinker med det i laboratoriet, men du kan egentlig ikke lage en teknologisk relevant enhet ut av det i stor skala. Men vi fant en måte å gjøre det lettere å behandle og få en anstendig filmkvalitet."

Ostroverkhova og samarbeidspartnere i OSUs vitenskaps- og skogbrukshøgskoler blandet xylindein med en gjennomsiktig, ikke-ledende polymer, poly (metylmetakrylat), forkortet til PMMA og noen ganger kjent som akrylglas. De drop-cast løsninger både uberørt xylindein og en xlyindein-PMMA blanding på elektroder på et glass substrat for testing.

De fant at den ikke-ledende polymer forbedret filmstrukturen sterkt uten at det var skadelig for xylindeins elektriske egenskaper. Og de blandede filmene viste faktisk bedre lysfølsomhet.

"Nøyaktig hvorfor det skjedde, og dets potensielle verdi i solceller, er noe vi skal undersøke i fremtidig forskning, " sa Ostroverkhova. "Vi vil også se på å erstatte polymeren med et naturlig produkt - noe bærekraftig laget av cellulose. Vi kan vokse pigmentet fra cellulosen og kunne lage en enhet som er klar til å gå.

"Xylindein vil aldri slå silisium, men for mange anvendelser trenger den ikke å slå silisium, " sa hun. "Det kan fungere godt for deponering på store, fleksible underlag, som for å lage bærbar elektronikk."

Denne undersøkelsen, hvis funn ble nylig publisert i MRS Advances, representerer første bruk av et soppproduktet materiale i en tynnfilm elektrisk enhet.

"Og det er mye mer av materialene, " sa Ostroverkhova. "Dette er bare det første vi har utforsket. Det kan være starten på en helt ny klasse av organiske elektroniske materialer."

menu
menu