Forskare vid Oregon State University tittar på ett mycket hållbart organiskt pigment, använts av människor i konstverk i hundratals år, som en lovande möjlighet som halvledarmaterial.

Resultaten tyder på att det kan bli hållbart, låg kostnad, enkelt tillverkat alternativ till kisel i elektroniska eller optoelektroniska applikationer där kiselns högpresterande funktioner inte krävs.

Optoelektronik är teknik som arbetar med den kombinerade användningen av ljus och elektronik, som solceller, och pigmentet som studeras är xylindein.

"Xylindein är vacker, men kan det också vara användbart? Hur mycket kan vi pressa ut ur det?" sa Oregon State University-fysikern Oksana Ostroverkhova. "Det fungerar som ett elektroniskt material men inte ett bra sådant, men det finns optimism vi kan göra det bättre. "

Xylindien utsöndras av två träätande svampar i släktet Chlorociboria. Allt trä som är infekterat av svamparna har en blågrön färg, och hantverkare har uppskattat xylindeinpåverkat trä i århundraden.

Pigmentet är så stabilt att dekorativa produkter tillverkade för ett halvt årtusende sedan fortfarande uppvisar sin distinkta nyans. Det håller emot långvarig exponering för värme, ultraviolett ljus och elektrisk stress.

"Om vi ​​kan lära oss hemligheten för varför de svampproducerade pigmenten är så stabila, vi skulle kunna lösa ett problem som finns med organisk elektronik, "Sa Ostroverkhova." Också, många organiska elektroniska material är för dyra att producera, så vi vill göra något billigt på ett miljövänligt sätt som är bra för ekonomin. "

Med nuvarande tillverkningstekniker, xylindein tenderar att bilda ojämna filmer med en porös, oregelbunden, "stenig" struktur.

"Det finns mycket variation i prestanda, " sa hon. "Du kan mixtra med det i labbet, men du kan inte riktigt göra en tekniskt relevant enhet av det i stor skala. Men vi hittade ett sätt att göra det lättare att bearbeta och få en anständig filmkvalitet. "

Ostroverkhova och medarbetare i OSU:s högskolor för naturvetenskap och skogsbruk blandade xylindein med en transparent, icke-ledande polymer, polymetylmetakrylat), förkortat till PMMA och ibland känt som akrylglas. De kastar lösningar både av orört xylindein och en xlyindein-PMMA-blandning på elektroder på ett glasunderlag för testning.

De fann att den icke-ledande polymeren förbättrade filmstrukturen kraftigt utan att det skadade xylindeins elektriska egenskaper. Och de blandade filmerna visade faktiskt bättre ljuskänslighet.

"Exakt varför det hände, och dess potentiella värde i solceller, är något vi kommer att undersöka i framtida forskning, ", sade Ostroverkhova. "Vi kommer också att undersöka att ersätta polymeren med en naturlig produkt - något hållbart tillverkat av cellulosa. Vi skulle kunna odla pigmentet från cellulosan och kunna göra en enhet som är redo att användas.

"Xylindein kommer aldrig att slå kisel, men för många applikationer, det behöver inte slå kisel, "sa hon." Det kan fungera bra för deponering på stora, flexibla substrat, som för tillverkning av bärbar elektronik. "

Denna forskning, vars resultat nyligen publicerades i Mrs Advances , representerar den första användningen av ett svampproducerat material i en elektrisk tunnfilmsapparat.

"Och det finns mycket mer av materialen, ", sa Ostroverkhova. "Detta är bara den första vi har utforskat. Det kan vara början på en helt ny klass av organiska elektroniska material. "