Denna organiska elektrokemiska transistor tillverkades av bomullsfibrer. Grinden, avlopp och källa i enheten är gjorda av bomullstrådar med ledande eller halvledande beteende som induceras genom att använda nanopartikelbaserade beläggningar.
(PhysOrg.com) -- Smartare, mer funktionella kläder som innehåller elektronik kan vara möjliga inom en snar framtid, enligt en studie medförfattare av Cornell fiberforskare Juan Hinestroza.
Hinestroza, docent i fibervetenskap, var en del av ett internationellt team som utvecklade transistorer med naturliga bomullsfibrer.
"Att skapa transistorer från bomullsfibrer ger ett nytt perspektiv till den sömlösa integrationen av elektronik och textilier, möjliggör skapandet av bärbara elektroniska enheter, sa Hinestroza.
Innovationen representerar ett betydande steg framåt eftersom den lägger grunden för att skapa ännu mer komplexa enheter, såsom bomullsbaserade kretsar, sa Hinestroza. Detta skulle tillåta tyger att känna av kroppstemperatur, automatiskt värma upp eller kyla ner, eller spåra hjärtfrekvens eller blodtryck hos högriskpatienter, samt att övervaka fysisk ansträngning hos högpresterande idrottare.
"Kanske en dag kan vi till och med bygga datorer av bomullsfibrer på ett liknande sätt som khipus - en inspelningsenhet baserad på knutar och som används av Inka-imperiet i Peru, " tillade Hinestroza.
Forskningen publiceras online 13 september in Ekologisk elektronik. Den beskriver en ny teknik där konforma beläggningar - som är de som följer bomullens oregelbundna topografi - av guldnanopartiklar tillsammans med halvledande och ledande polymerer användes för att skräddarsy det elektroniska beteendet hos naturliga bomullsfibrer.
Bomull valdes som substrat på grund av dess mekaniska och inneboende komfortegenskaper, relativ billighet och utbredd användning i tyg och kläder. Bomullsfibrer är lätta och hållbara.
I studien, det första steget syftade till att skapa ett konformt lager av nanopartiklar över bomullens grova topografi. Nästa skikt var antingen ledande eller halvledande beläggningar; det sista steget var att bygga enheterna. "Lagerna var så tunna att flexibiliteten hos bomullsfibrerna bevarades, sa Hinestroza.
Två typer av aktiva transistorer, organiska elektrokemiska transistorer och organiska fälteffekttransistorer, demonstrerades också. Båda typerna används ofta inom elektronikindustrin som komponenter i integrerade kretsar, som styr funktionerna hos sådana vanliga enheter som telefoner, tv-apparater och spelkonsoler.
Studien representerade en tvärvetenskaplig, samarbete mellan fiberforskare från Cornell, fysiker från universitetet i Bologna och elektroingenjörer från universitetet i Cagliari, både i Italien, och materialvetare från Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne i Frankrike.
Hinestrozas labb bidrog med expertis inom fibrer och fiberfunktionalitet, och de andra forskarna ledde med sin expertis inom fysik, elektroteknik och organisk elektronik.
Tidningens första författare, Giorgio Mattana från University of Cagliari, var på Cornell som internationell gäststudent under två terminer 2009-10 och arbetade i Hinestrozas och ett annat labb på campus. Han använde också faciliteterna för Cornell Nanofabrication Facility och Cornell Center for Materials Research.
