I ricercatori dell'Oregon State University stanno esaminando un pigmento organico altamente durevole, utilizzato dagli esseri umani nelle opere d'arte per centinaia di anni, come una possibilità promettente come materiale semiconduttore.

I risultati suggeriscono che potrebbe diventare un sostenibile, basso costo, un'alternativa facilmente fabbricabile al silicio in applicazioni elettroniche o optoelettroniche in cui non sono richieste le capacità ad alte prestazioni del silicio.

L'optoelettronica è una tecnologia che lavora con l'uso combinato di luce ed elettronica, come le celle solari, e il pigmento studiato è la xilindeina.

"Xylindein è carina, ma può anche essere utile? Quanto possiamo spremere da esso?" ha detto il fisico dell'Oregon State University Oksana Ostroverkhova. "Funziona come un materiale elettronico ma non eccezionale, ma c'è ottimismo che possiamo migliorare".

Xylindien è secreto da due funghi carnivori del genere Chlorociboria. Qualsiasi legno infettato dai funghi è macchiato di un colore blu-verde, e gli artigiani hanno apprezzato il legno affetto da xilindeina per secoli.

Il pigmento è così stabile che i prodotti decorativi realizzati mezzo millennio fa mostrano ancora la sua tonalità distintiva. Resiste all'esposizione prolungata al calore, luce ultravioletta e stress elettrico.

"Se riusciamo a scoprire il segreto del perché quei pigmenti prodotti dai funghi sono così stabili, potremmo risolvere un problema che esiste con l'elettronica organica, " ha detto Ostroverkhova. "Inoltre, molti materiali elettronici organici sono troppo costosi da produrre, quindi stiamo cercando di fare qualcosa di economico in un modo ecologico che sia positivo per l'economia".

Con le attuali tecniche di fabbricazione, la xilindeina tende a formare film non uniformi con un aspetto poroso, irregolare, struttura "rocciosa".

"C'è molta variazione nelle prestazioni, " ha detto. "Puoi armeggiare con esso in laboratorio, ma non puoi davvero farne un dispositivo tecnologicamente rilevante su larga scala. Ma abbiamo trovato un modo per renderlo più facilmente elaborabile e per ottenere una qualità del film decente".

Ostroverkhova e collaboratori nei college di scienze e foreste dell'OSU hanno miscelato la xilindeina con un trasparente, polimero non conduttivo, polimetilmetacrilato), abbreviato in PMMA e talvolta noto come vetro acrilico. Gocciano soluzioni sia di xlindeina incontaminata che di una miscela di xlyindeina-PMMA su elettrodi su un substrato di vetro per i test.

Hanno scoperto che il polimero non conduttore ha notevolmente migliorato la struttura del film senza un effetto dannoso sulle proprietà elettriche della xilindeina. E i film mescolati hanno effettivamente mostrato una migliore fotosensibilità.

"Esattamente perché è successo, e il suo potenziale valore nelle celle solari, è qualcosa che indagheremo nella ricerca futura, " Ha detto Ostroverkhova. "Cercheremo anche di sostituire il polimero con un prodotto naturale, qualcosa di sostenibile a base di cellulosa. Potremmo far crescere il pigmento dalla cellulosa ed essere in grado di creare un dispositivo pronto per l'uso.

"Xylindein non batterà mai il silicio, ma per molte applicazioni, non ha bisogno di battere il silicio, " ha detto. "Potrebbe funzionare bene per il deposito su grandi, substrati flessibili, come per realizzare dispositivi elettronici indossabili."

Questa ricerca, i cui risultati sono stati recentemente pubblicati in MRS Advances , rappresenta il primo utilizzo di un materiale prodotto da funghi in un dispositivo elettrico a film sottile.

"E ci sono molti più materiali, "Ostroverkhova ha detto. "Questo è solo il primo che abbiamo esplorato. Potrebbe essere l'inizio di una nuova classe di materiali elettronici organici".