پژوهشگران دانشگاه مریلند موفق به ساخت ترانزیستوری با استفاده از نوع جدیدی از کاغذ بعنوان پایه شدند. آنها با ساخت نانوکاغذی بسیار هموار توانستند بر محدودیت استفاده از کاغذهای معمولی غلبه کرده و ترانزیستوری لایه لایه بر روی این کاغذ چاپ کنند.
ساخت ترانزیستوری بر روی نانوکاغذ شفاف
پژوهشگران دانشگاه مریلند موفق به ساخت ترانزیستوری با استفاده از نوع جدیدی از کاغذ بعنوان پایه شدند. آنها با ساخت نانوکاغذی بسیار هموار توانستند بر محدودیت استفاده از کاغذهای معمولی غلبه کرده و ترانزیستوری لایه لایه بر روی این کاغذ چاپ کنند.
بعنوان بخشی از تلاش بسیاری از دانشمندان جهان برای استفاده از منابع تجدیدپذیر، توجه دانشمندان برای ساخت قطعات الکترونیکی با استفاده از کاغذ بعنوان پایه جلب شده است. برای رسیدن به این هدف، تلاش‌های تحقیقاتی منجر به ساخت محصولاتی مانند باتری‌های کاغذی، دیودهای نوری و انواع مختلفی از مدارها را شده است. با این حال تاکنون، تلاش‌ها برای ساخت ترانزیستورهای پایه کاغذی به علت زبری کاغذهای معمولی با شکست مواجه شده است. چرا که برجستگی‌ها و فرورفتگی‌های موجود در کاغذهای معمولی می‌تواند در مقیاس میکرومتر باشد، در حالی که لایه‌های ترانزیستورها تنها تغییرات چند صد نانومتری را تحمل می‌کند.
برای غلبه بر این مشکل، پژوهشگران دانشگاه مریلند خمیر کاغذ را با آنزیم‌های اکسیدکننده فرآوری کردند و تا رسیدن به سطح کاملا هموار، تحت کوبش مکانیکی قرار دادند. در نهایت کاغذی بسیار هموار با ۸۴% شفافیت (با میانگین قطر الیاف تنها ۱۰ نانومتر) به دست آمد.
از آنجا که این نانوکاغذ سطح هموار پلاستیکی دارد، این پژوهشگران توانستند مدارهای الکترونیکی با لایه ابتدایی پایه از جنس نانولوله کربنی را بر روی آن چاپ کنند. سپس جوهری دی‌الکتریک و به دنبال آن جوهری نیمه‌هادی با استفاده از چاپ کردن، بر روی این لایه پوشش داده شد. روند ساخت این ترانزیستور با نشاندن لایه دیگری از نانوله کربنی که بعنوان هر دو الکترود و همچنین ابزار پشتیبانی ساختاری عمل می‌کند، به اتمام رسید. این پژوهشگران در آزمایش محصول نهایی دریافتند که این ترانزیستور همان طور که برنامه‌ریزی شده بود عمل کرده و بازده آن تنها ۱۰% در هنگام خم شدن کوچک از دست می‌رود.
اعضای این گروه تحقیقاتی اذعان دارند که ترانزیستور پایه نانوکاغذ ساخته آنها، هنوز کارآمدی کافی برای رقابت با موادی که هم اکنون برای ساخت تجهیزات الکترونیکی استفاده می‌شوند را ندارند، اما با برخی تغیرات ممکن است چین‌خوردگی حاصل از ترشدگی با جوهر، کاسته شده و بدین ترتیب بازده افزایش یابد. اگر چنین شود، مصرف‌کنندگان ممکن است به زودی بتوانند از رایانه‌ها، تلفن‌های هوشمند و دیگر افزاره‌هایی که از ترانزیستورهای ساخته شده از منابع تجدیدپذیر و حتی قطعاتی که به راحتی بازیافت می‌شوند، استفاده کنند.
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی ACS Nano منتشر کرده‌اند.
