Transistorer er lavet af naturlige bomuldsfibre

(PhysOrg.com) - Smartere, mere funktionelt tøj med elektronik kan være muligt i den nærmeste fremtid, ifølge en undersøgelse medforfatter af Cornell fiberforsker Juan Hinestroza.

Hinestroza, lektor i fibervidenskab, var en del af et internationalt team, der udviklede transistorer ved hjælp af naturlige bomuldsfibre.

"Oprettelse af transistorer af bomuldsfibre bringer et nyt perspektiv til problemfri integration af elektronik og tekstiler, muliggør oprettelse af bærbare elektroniske enheder, "Sagde Hinestroza.

Innovationen repræsenterer et vigtigt skridt fremad, fordi den danner grundlag for at skabe endnu mere komplekse enheder, såsom bomuldsbaserede kredsløb, Sagde Hinestroza. Dette ville give tekstiler mulighed for at fornemme kropstemperatur, automatisk varme op eller køle ned, eller spore puls eller blodtryk hos højrisikopatienter, samt at overvåge fysiske indsats for højtydende atleter.

"Måske kan vi en dag endda bygge computere af bomuldsfibre på samme måde som khipus - en registreringsenhed baseret på knuder og brugt af inka -imperiet i Peru, "Tilføjede Hinestroza.

Forskningen udgives online 13. september i Økologisk elektronik. Den beskriver en ny teknik, hvor konforme belægninger - som er dem, der følger bomulds uregelmæssige topografi - af guldnanopartikler sammen med halvledende og ledende polymerer blev brugt til at skræddersy den elektroniske adfærd af naturlige bomuldsfibre.

Bomuld blev valgt som substrat på grund af dets mekaniske og iboende komfortegenskaber, relativ billighed og udbredt anvendelse i stof og tøj. Bomuldsfibre er lette og bæredygtige.

I undersøgelsen, det første trin var rettet mod at skabe et konformt lag af nanopartikler over den grove topografi af bomuld. De næste lag var enten ledende eller halvledende belægninger; det sidste trin var at bygge enhederne. "Lagene var så tynde, at fleksibiliteten i bomuldsfibrene blev bevaret, "Sagde Hinestroza.

To slags aktive transistorer, organiske elektrokemiske transistorer og organiske felteffekttransistorer, blev også demonstreret. Begge slags er meget udbredt i elektronikindustrien som komponenter i integrerede kredsløb, som styrer funktionerne på sådanne almindelige enheder som telefoner, fjernsyn og spillekonsoller.

Undersøgelsen repræsenterede et tværfagligt, samarbejdsindsats mellem fiberforskere fra Cornell, fysikere fra University of Bologna og elektriske ingeniører fra University of Cagliari, både i Italien, og materialeforskere fra Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne i Frankrig.

Hinestrozas laboratorium bidrog med ekspertise inden for fibre og fiberfunktionalitet, og de andre forskere førte med deres ekspertise inden for fysik, elektroteknik og organisk elektronik.

Den første forfatter til papiret, Giorgio Mattana fra University of Cagliari, var på Cornell som international gæstestuderende i to semestre i 2009-10 og arbejdede i Hinestrozas og et andet laboratorium på campus. Han brugte også faciliteterne i Cornell Nanofabrication Facility og Cornell Center for Materials Research.