Svampeproduceret pigment viser løfte som halvledermateriale

Forskere ved Oregon State University ser på et meget holdbart organisk pigment, brugt af mennesker i kunstværker i hundredvis af år, som en lovende mulighed som halvledermateriale.

Resultater tyder på, at det kan blive en bæredygtig, lavpris, let fremstillet alternativ til silicium i elektroniske eller optoelektroniske applikationer, hvor siliciums højtydende egenskaber ikke er påkrævet.

Optoelektronik er teknologi, der arbejder med den kombinerede brug af lys og elektronik, såsom solceller, og pigmentet, der undersøges, er xylindein.

"Xylindein er smuk, men kan det også være nyttigt? Hvor meget kan vi presse ud af det? "Sagde fysiker ved Oregon State University, Oksana Ostroverkhova." Det fungerer som et elektronisk materiale, men ikke et godt materiale, men der er optimisme, vi kan gøre det bedre. "

Xylindien udskilles af to træspisende svampe i Chlorociboria-slægten. Alt træ, der er inficeret af svampene, har en blågrøn farve, og håndværkere har værdsat xylindein-påvirket træ i århundreder.

Pigmentet er så stabilt, at dekorative produkter fremstillet for et halvt årtusinde siden stadig udviser sin karakteristiske nuance. Det modstår langvarig udsættelse for varme, ultraviolet lys og elektrisk stress.

"Hvis vi kan lære hemmeligheden for, hvorfor de svampeproducerede pigmenter er så stabile, vi kunne løse et problem, der eksisterer med organisk elektronik, "Sagde Ostroverkhova." Også, mange organiske elektroniske materialer er for dyre at producere, så vi søger at gøre noget billigt på en miljøvenlig måde, der er godt for økonomien. "

Med de nuværende fremstillingsteknikker, xylindein har en tendens til at danne ikke-ensartede film med en porøs, uregelmæssig, "stenet" struktur.

"Der er stor præstationsvariation, "sagde hun." Du kan pille ved det i laboratoriet, men du kan ikke rigtig lave en teknologisk relevant enhed ud af det i stor skala. Men vi fandt en måde at gøre det lettere at behandle og få en anstændig filmkvalitet. "

Ostroverkhova og samarbejdspartnere i OSU's videnskabs- og skovhøjskoler blandede xylindein med en gennemsigtig, ikke-ledende polymer, poly (methylmethacrylat), forkortet til PMMA og undertiden kendt som akrylglas. De dropper støbte løsninger af både uberørt xylindein og en xlyindein-PMMA-blanding på elektroder på et glassubstrat til test.

De fandt, at den ikke-ledende polymer i høj grad forbedrede filmstrukturen uden en skadelig virkning på xylindeins elektriske egenskaber. Og de blandede film viste faktisk bedre lysfølsomhed.

"Præcis hvorfor det skete, og dens potentielle værdi i solceller, er noget, vi vil undersøge i fremtidig forskning, "Sagde Ostroverkhova." Vi vil også undersøge, om polymeren skal udskiftes med et naturprodukt - noget bæredygtigt fremstillet af cellulose. Vi kunne dyrke pigmentet fra cellulosen og være i stand til at lave en enhed, der er klar til brug.

"Xylindein vil aldrig slå silicium, men til mange applikationer, det behøver ikke at slå silicium, "sagde hun." Det kunne fungere godt at deponere på store, fleksible underlag, som til fremstilling af bærbar elektronik. "

Denne forskning, hvis fund for nylig blev offentliggjort i Mrs Advances , repræsenterer den første brug af et svampeproduceret materiale i en tyndfilm elektrisk enhed.

"Og der er meget mere af materialerne, "Sagde Ostroverkhova." Dette er bare den første, vi har undersøgt. Det kunne være begyndelsen på en helt ny klasse af organiske elektroniske materialer. "