29 أبريل 2023
نُص خبر – دبي
وفقاً ل “نيو ساينتست” البريطانية، يعرض الترانزِستور الكهروكيميائي المصنوع من خشب البلسا، إمكانية دمج أجهزة الاستشعار والأجهزة الإلكترونية الأخرى في النباتات ، مما قد يساعد في الزراعة وإدارة الغابات. مستندة في ذلك إلى دراسة قام بها البروفيسور “إسحاق إنجكويست” وزملاؤه بجامعة “لينشوبينغ” في السويد. حيث طور البروفيسور وفريقه محولاً خشبياً موصلاً يحتوي على الكترونيات بحجم ظفر الإصبع، تمكن من تعزيز التيارات والعمل كمفتاح للإشارات الكهربائية. حيث تحتوي شريحة الالكترون الواحدة على مليارات المحولات(الترانزستورات) الدقيقة المصنوعة من مواد شبه موصلة مثل السيليكون. ويمكن تشغيل وإيقاف كل ترانزستور من أشباه الموصلات بلايين المرات في الثانية.
“إسحاق إنجكويست“
وبحسب البروفيسور إنجكويست، بالمقارنة مع ترانزستورات السيليكون ، فإن الترانزستورات الخشبية أكبر بشكل ملحوظ ، حيث يبلغ طول كل منها 3 سم، ولديهم سرعات تبديل أبطأ بكثير من السيليكون، تسمح لهم فقط بالإيقاف في حوالي ثانية واحدة والتشغيل في حوالي 5 ثوانٍ.
اجهزة استشعار في النباتات الحية
يمكن أن يصبح الخشب الموصّل لبنة أساسية للأجهزة الإلكترونية المستقبلية المدمجة داخل الأشجار الحية والنباتات الأخرى. ويقول إنجكويست: “هناك مجال بحثي ناشئ يسمى النباتات الإلكترونية ، حيث يبحث العلماء في طرق مختلفة لإرسال إشارات داخل النباتات أو لدمج وظائف مثل أجهزة الاستشعار في النباتات، حتى في النباتات الحية“.
الترانزستورات الخشبية تُمكِن من مراقبة مقاومة النباتات للإجهاد البيئي وتغير المناخ وهي أكثر استدامة
وأكد البروفيسور إنجكويست أن الترانزستورات الخشبية يمكنها أن تثبت أنها أكثر استدامة وتوافقًا حيويًا مع بعض التطبيقات الإلكترونية في الزراعة أو الغابات ، حيث يُمكنها مراقبة مقاومة النباتات للإجهاد البيئي وتغير المناخ.
لإنشاء الترانزستور الخشبي، استخدم إنجكويست وزملاؤه عملية تسخين وعملية كيميائية لإزالة اللجنين (وهو مادة رابطة عضوية داخل الخشب والنباتات) من قطع خشب البلسا. حررت هذه العملية مساحة داخل وبين شبكة الأنابيب الطبيعية المسماة “lumina” التي تنقل المياه داخل الخشب. ثم قاموا بعد ذلك بغمر الخشب داخل محلول سائل يحتوي على بوليمر موصل، مما يسمح للبوليمر بالنقع في الخشب وتغليف اللومينا. أدى ذلك إلى إنشاء خشب موصل قادر على التفاعل مع الإلكتروليتات (المواد الكيميائية التي توصل الكهرباء عند إذابتها في الماء) كأساس لبناء ترانزستور خشبي.
وقام الباحثون ضمن فريق البروفيسور “إسحاق إنجكويست“، بتوضيح وقياس عمليات الترانزستور الخشبية خلال اختبارات التحويل المتعددة. يمثل هذا“إمكانية هندسية مثيرة لاستخدام الخشب” كسقالة “يمكنها دمج المواد الكهربائية في الأجهزة“. وفقاً للاستاذة “تيان لي” من جامعة “بيردو” بولاية إنديانا الأمريكية، والتي لم يشارك في الدراسة.
“تيان لي“
جرب الفريق في البداية عدة أنواع من الأخشاب، بما في ذلك خشب البتولا والرماد. لكن تبين أن البلسا يتمتع بالخصائص المثالية لهذا النهج ، بما في ذلك الحفاظ على سلامته الهيكلية بعد إزالة اللجنين، وامتصاص البوليمر الموصل دون مشاكل، والأهم من ذلك عدم وجود فرق موسمي كبير بين خشب الصيف والشتاء.
وفي هذا السياق صرح إنجكويست أن الباحثين قد يزرعون أخيرًا خشبًا موصلًا مع وجود البوليمر بداخله بالفعل. ويمكن أن يتضمن ذلك استخدام بوليمرات موصلة مختلفة لاختراق الخشب دون الحاجة إلى إزالة اللجنين أولاً. وقال إنجكويست: “يبدو أنه من المرجح أن كل قطعة من الخشب ، أو كل نبات ، سوف تتضمن فقط عددًا قليلاً من الترانزستورات الكهروكيميائية للخشب ،وسوف تكون بمقياس المليمتر“.
“( خشب البلسا – balsa wood) نوع من الخشب يستخرج من أشجار البلزا الهرمية “Ochroma” من الفصيلة الخبازية. تنمو أشجار البلزا الهرمية الضخمة في غابات أمريكا اللاتينية الاستوائية . ويعتبر خشب البلسا أخف أنواع الخشب ويتميز بنعومته وصلابته بنفس الوقت“.