Izrada elektronike od ugljena

Jeffrey Grossman, Brent Keller i Nicola Ferralis, znanstvenici su MIT-a koji smatraju da svi mi gledamo na ugljen potpuno pogrešno. Umjesto da ga palimo i koristimo za grijanje i roštiljanje, trebali bismo iskoristiti kompleksna molekularna svojstva tog široko rasprostranjenog materijala, te iskoristiti stvarnu vrijednost njegove kompleksne kemije. Oni stoga vjeruju da bi ugljen mogao postati temelj za izradu sunčevih ploča, baterija i elektronskih uređaja.

U svojoj prvoj demonstraciji jednog od potencijala u "high-tech" primjeni tog tradicionalnog "low-tech" materijala, trojac znanstvenika je uspješno proizveo jednostavan električni uređaj za grijanje koji bi se mogao koristiti za odmrzavanje vjetrobrana automobila i krila zrakoplova, te kao dio biomedicinskih implantata.

Osim izrade tog uređaja, znanstvenici su za potrebe svoje studije prvi puta detaljno karakterizirali kemijska, električna i optička svojstva  tankih filmova koje su napravili od četiri različite vrste ugljena, antracita, lignita i dvije bitumenske vrste, a svoj znanstveni rad su objavili u publikaciji NanoLetters. 

Kako bi došli do takvih filmova, znanstvenici su prvo poduzeli više koraka u kojima su materijal smrvili u prah, uronili u otopinu, a potom depozite postavili u tanke uniformirane filmove na supstratu, što je nužan proces u izradi mnogih elektronskih uređaja, od tranzistora do sunčevih ćelija.

Taj jednostavni grijač koji su napravili kao dokaz koncepta, prema njihovim riječima, "otvara vrata za široki spektar potencijalnih aplikacija kroz dalja istraživanja".

Velika potencijalna prednost novog materijala je u niskim troškovima koje donosi pretvaranje jeftinog osnovnog materijala u puno vrjedniji. Na primjer, većina troškova vezanih uz silicij ili grafen za potrebe izrade čipova odlazi na pročišćavanje materijala. Silicij je jeftin i rasprostranjen, ali samo visoko rafiniran (99,999% čist ili više) može koristiti za elektroniku.

Grossman kaže kako bi korištenje ugljenovog praha moglo donijeti mnoge prednosti za brojne aplikacije, zahvaljujući mogućnosti prilagođavanja njegovih svojstava, visokoj provodnosti,  robusnosti, te termalnoj stabilnosti.

Izvor: MIT