Σε εύκαμπτες και φορέσιμες εφαρμογές θα μπορούν στο μέλλον να ενσωματωθούν να ηλεκτρονικά εξαρτήματα του μέλλοντος, μετά την κατασκευή των πρώτων τρανζίστορ εξολοκλήρου από υγρά «μελάνια» νανοκρυστάλλων από ερευνητές στις ΗΠΑ. 

Οι ερευνητές, με επικεφαλής την καθηγήτρια Τσέρι Κάγκαν της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό “Science”, ανέπτυξαν μια τελείως νέα τεχνολογία κατασκευής τρανζίστορ, από διαδοχικά στρώματα υγρών («μελανιών») που αποτελούνται από νανοκρυστάλλους και τα οποία εκτυπώνονται από τρισδιάστατο εκτυπωτή.

Οι νανοκρύσταλλοι είναι σχεδόν σφαιρικά νανοσωματίδια με ηλεκτρικές ιδιότητες αναγκαίες για ένα τρανζίστορ. Οι κρύσταλλοι αυτοί διασπείρονται μέσα σε ένα υγρό, το οποίο χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για την τρισδιάστατη εκτύπωση. Έως σήμερα, ήσαν γνωστές οι ηλεκτρικές ιδιότητες τέτοιων επιμέρους νανοϋλικών, ποτέ όμως δεν είχαν συνδυασθεί σε μια ενιαία ηλεκτρονική συσκευή.

Για να παραχθεί το πλήρες τρανζίστορ, πάνω σε μια πλαστική βάση, τοποθετούνται τέσσερα διαφορετικά «μελάνια», τα οποία αντίστοιχα περιέχουν νανοκρυστάλλους αργύρου (αγωγός), οξειδίου του αλουμινίου (μονωτής), σεληνιδίου του καδμίου (ημιαγωγός) και ενός μίγματος αργύρου και ιριδίου (συνδυασμός αγωγού και υλικού-νοθευτή). Η «νόθευση» του στρώματος του ημιαγωγού επιτρέπει τον έλεγχο του κατά πόσο το τρανζίστορ έχει θετικό ή αρνητικό φορτίο.

Το πλεονέκτημα είναι ότι η διαδικασία παραγωγής του «υγρού» τρανζίστορ μπορεί να γίνει σε χαμηλότερη θερμοκρασία σε σχέση με την κατασκευή των παραδοσιακών τρανζίστορ που απαιτούν πολύ υψηλές και ενεργοβόρες θερμοκρασίες. Είναι επίσης συμβατή με διάφορα μέταλλα (και όχι μόνο με πυρίτιο) και μπορεί να εφαρμοσθεί σε μεγαλύτερες επιφάνειες.

«Αυτά τα υλικά είναι κολλοειδή ακριβώς σαν το μελάνι στον εκτυπωτή ψεκασμού σας, όμως μπορούν να λειτουργήσουν όπως εσείς θέλετε, σαν αγωγοί, ημιαγωγοί ή μονωτές. Δείξαμε ότι μπορούν να τοποθετηθούν πάνω σε μια επιφάνεια με τέτοιο τρόπο που να συνεργάζονται για να δημιουργήσουν ένα λειτουργικό τρανζίστορ», δήλωσε η Κάγκαν.