DANSK OVERSÆTTELSE: (SE ORIGINAL TEKST PÅ ENGELSK NEDERST PÅ SIDEN)

Forskere ved Oregon State University studerer et yderst holdbart organisk pigment, der i hundreder af år er blevet brugt til møbel-kunstværker men som ifølge ny forskning synes at være brugbar som et halvledermateriale i elektronik.

Resultaterne af denne forskning tyder på, at svampepigmentet vil kunne blive et bæredygtigt, billigt, let-at-producere alternativ til silicium i elektroniske eller optoelektroniske applikationer, hvor siliciumkvalitet ikke er nødvendig.

Optoelektronik er en teknologi, der arbejder med kombineret brug af lys og elektronik, såsom solceller. Svampepigmentet, der studeres, er xylindein.

"Xylindein-farven er smuk, men kan pigmentet også være nyttigt? Hvor meget kan det udnyttes?" Sådanne spørgsmål stiller fysikeren Oksana Ostroverkhova fra Oregon State University sig. "Pigmentet fungerer som et elektronisk materiale, men dog ikke så anvendeligt som silicium. Men det er sandsynligt at pigmentet kan forbedres i denne henseende.

Xylindien udskilles af to træ-spisende svampe i Grønskive-slægten (Chlorociboria). I Danmark ser man ikke sjældent Almindelig grønskive (Chlorociboria aeruginascens) på træ i skoven. Træ, der er smittet af svampene, er farvet med en iøjnefaldende blågrøn farve. Håndværkere har værdsat xylindein-ramt træ i århundreder.

Pigmentet er så stabilt, at dekorative produkter, der er lavet for et halvt årtusinde siden, stadig udviser sin karakteristiske farvenuance. Det tåler langvarig udsættelse for varme, ultraviolet lys og elektrisk stress.

"Hvis vi kan lære hemmeligheden om, hvorfor disse svampeproducerede pigmenter er så stabile, vil vi kunne løse et problem, der eksisterer med organisk elektronik," siger Oksana Ostroverkhova. "Mange organiske, elektroniske materialer er i øvrigt dyre at producere, så man prøver at finde et alternativ, der er billigt og som kan fremstilles på en økologisk venlig måde", siger hun.

Med de nuværende fabrikationsteknikker har xylindein tendens til at danne ikke-ensartede film med en porøs, uregelmæssig, "stenagtig" struktur.

"Der er meget variation i pigmentets egenskaber,, og man kan ændre på materialet i laboratoriet. Men man har endnu ikke været i stand til at fremstille en teknologisk relevant udgave af pigmentet i stor skala. Forskergruppen fandt imidlertid en metode til at gøre det lettere at forarbejde pigmentet og til at give det en anstændig filmkvalitet.

Oksana Ostroverkhova og samarbejdspartnere i Oregon State Univerisity's skoler for videnskab og skovbrug blandede xylindein med en gennemsigtig, ikke-ledende polymer, poly-(methylmethacrylat), også kaldet PMMA – og også kendt som akrylglas (acrylic glass). For at teste det, blev der på et glas-substrat påført dråber af xylindein og af en xlyindein/PMMA blanding og testet som elektroder.

Forskerne fandt, at den ikke-ledende polymer kraftigt forbedrede filmstrukturen uden at have nogen skadelig virkning på xylindeins elektriske egenskaber. Faktisk udviste det blandede filmmateriale bedre lysfølsomhed.

"Nøjagtigt, hvorfor man fik dette resultat, og om materialets eventuelle potentielle værdi i solceller, er noget af det, som vi vil undersøge i fremtidig forskning," siger Oksana Ostroverkhova. "Vi vil også forsøge at erstatte polymeren med et naturligt produkt – f.eks. et, der er fremstillet af cellulose.

" Xylindein vil aldrig kunne slå silicium til brug i elektronik, men for mange anvendelser behøver materialet ikke at være bedre end silicium. siger Oksana Ostroverkhova, og det ville f.eks. kunne fungere godt ved deponering på store, bøjelige underlag, som kan bruges til fremstilling af bærbar elektronik. "

Denne forskning, hvis resultater for nylig blev offentliggjort i MRS Advances, repræsenterer den første anvendelse af et svampeproduceret materiale i en tyndfilm-elektrisk enhed. "Dette er kun det første svampeproducerede materiale, vi har udforsket, siger forskeren. Dette kan derfor måske blive starten på en helt ny klasse af organiske materialer til elektronik, siger Oksana Ostroverkhova.

National Science Foundation støttede denne forskning.
Fungi-produced pigment shows promise as semiconductor material

https://svampe.databasen.org/taxon/11600
(Omtale af de forskellige Grønskive-arter).

Tegn abonnement på

BioNyt Videnskabens Verden (www.bionyt.dk) er Danmarks ældste populærvidenskabelige tidsskrift for naturvidenskab. Det er det eneste blad af sin art i Danmark, som er helliget international forskning inden for livsvidenskaberne.

Bladet bringer aktuelle, spændende forskningsnyheder inden for biologi, medicin og andre naturvidenskabelige områder som f.eks. klimaændringer, nanoteknologi, partikelfysik, astronomi, seksualitet, biologiske våben, ecstasy, evolutionsbiologi, kloning, fedme, søvnforskning, muligheden for liv på mars, influenzaepidemier, livets opståen osv.

Artiklerne roses for at gøre vanskeligt stof forståeligt, uden at den videnskabelige holdbarhed tabes.

ORIGINAL TEKST PÅ ENGELSK
Researchers at Oregon State University are looking at a highly durable organic pigment, used by humans in artwork for hundreds of years, as a promising possibility as a semiconductor material.

Findings suggest it could become a sustainable, low-cost, easily fabricated alternative to silicon in electronic or optoelectronic applications where the high-performance capabilities of silicon aren't required.
Optoelectronics is technology working with the combined use of light and electronics, such as solar cells, and the pigment being studied is xylindein.
"Xylindein is pretty, but can it also be useful? How much can we squeeze out of it?" said Oregon State University physicist Oksana Ostroverkhova. "It functions as an electronic material but not a great one, but there's optimism we can make it better."
Xylindien is secreted by two wood-eating fungi in the Chlorociboria genus. Any wood that's infected by the fungi is stained a blue-green color, and artisans have prized xylindein-affected wood for centuries.
The pigment is so stable that decorative products made half a millennium ago still exhibit its distinctive hue. It holds up against prolonged exposure to heat, ultraviolet light and electrical stress.
"If we can learn the secret for why those fungi-produced pigments are so stable, we could solve a problem that exists with organic electronics," Ostroverkhova said. "Also, many organic electronic materials are too expensive to produce, so we're looking to do something inexpensively in an ecologically friendly way that's good for the economy."
With current fabrication techniques, xylindein tends to form non-uniform films with a porous, irregular, "rocky" structure.
"There's a lot of performance variation," she said. "You can tinker with it in the lab, but you can't really make a technologically relevant device out of it on a large scale. But we found a way to make it more easily processed and to get a decent film quality."
Ostroverkhova and collaborators in OSU's colleges of Science and Forestry blended xylindein with a transparent, non-conductive polymer, poly(methyl methacrylate), abbreviated to PMMA and sometimes known as acrylic glass. They drop-cast solutions both of pristine xylindein and a xlyindein-PMMA blend onto electrodes on a glass substrate for testing.
They found the non-conducting polymer greatly improved the film structure without a detrimental effect on xylindein's electrical properties. And the blended films actually showed better photosensitivity.
"Exactly why that happened, and its potential value in solar cells, is something we'll be investigating in future research," Ostroverkhova said. "We'll also look into replacing the polymer with a natural product — something sustainable made from cellulose. We could grow the pigment from the cellulose and be able to make a device that's all ready to go.
"Xylindein will never beat silicon, but for many applications, it doesn't need to beat silicon," she said. "It could work well for depositing onto large, flexible substrates, like for making wearable electronics."
This research, whose findings were recently published in MRS Advances, represents the first use of a fungus-produced material in a thin-film electrical device.
"And there are a lot more of the materials," Ostroverkhova said. "This is just first one we've explored. It could be the beginning of a whole new class of organic electronic materials."
The National Science Foundation supported this research.

Fungi-produced pigment shows promise as semiconductor material