Criado um transístor de celulose, que já nasce biocompatível

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/08/2025

Imagem ilustrativa de um componente da madeira sendo usado para construir componentes eletrônicos.
[Imagem: Gerado por IA]

Eletrônica de madeira

O transístor é um dos blocos mais fundamentais da eletrônica moderna, o componente básico de todos os computadores, celulares e demais aparelhos eletroeletrônicos. A quase totalidade dos transistores é feita de silício, uma quantidade menor é feita de germânio, e só mais recentemente transistores começaram a ser feitos de semicondutores orgânicos, essencialmente polímeros.

Agora, Miko Fukuhara e colegas da Universidade de Tohoku, no Japão, projetaram e construíram um transístor usando celulose, demonstrando o primeiro protótipo de um transístor totalmente funcional feito de materiais derivados de plantas.

A celulose é um polímero natural, um composto orgânico produzido naturalmente pela maioria das plantas, o que a torna um importante material neutro em carbono. As propriedades da celulose também a tornam um material semicondutor ideal para aplicações biocompatíveis e biomédicas.

"A celulose é um material leve e renovável que tem maior afinidade com organismos vivos do que os materiais semicondutores artificiais convencionais, portanto, é provável que encontre grande aplicação como um novo biossensor," disse Fukuhara. "Como a lacuna de energia e a resistência à tensão são grandes e a relação liga/desliga é relativamente grande, ela também pode ser usada em aplicações de alta velocidade e em campos relacionados à luz."

(a) Micrografia do transístor de celulose. (b) Estrutura molecular da celulose (C₆H₁₀O₅) - verde é carbono, rosa é oxigênio e azul-claro é hidrogênio.
[Imagem: Mikio Fukuhara et al. - 10.1063/5.0279007 ]

Transístor de celulose

Apesar de derivada das plantas, a celulose é um semicondutor intrínseco, o que significa que outros elementos não podem ser introduzidos no material para alterar sua banda proibida de energia. No entanto, a estrutura das moléculas de celulose pode ser alterada pela adição de grupos funcionais, de modo parecido com a chamada dopagem, a técnica padrão usada nos materiais semicondutores.

A equipe demonstrou isto construindo um tipo de transístor chamado de transístor de efeito de campo metal-semicondutor, ou MESFET (Metal Semiconductor Field-Effect Transistor) - mais tecnicamente, é um transístor com barreira Schottky.

Transístor de madeira: Esquema do processo de fabricação do transístor (MESFET) a partir de nanopartículas de celulose.
[Imagem: Mikio Fukuhara et al. - 10.1063/5.0279007 ]

Nanocelulose

Os experimentos mostraram que a estrutura convencional de nanofibras de celulose não tinha a densidade necessária para produzir um transístor, então, em vez disso, foram usadas nanopartículas de celulose amorfas contendo fibras de celulose de eixo curto.

Os pesquisadores planejam agora avaliar diferentes espécies de plantas, para identificar os melhores candidatos para a produção em massa de celulose com as características desejadas para a eletrônica. Apesar de o transístor de nanocelulose totalmente funcional ser uma novidade, não é a primeira vez que celulose e eletrônica se encontram, já tendo sido fabricado até mesmo um autêntico transístor de madeira.

Mais tópicos