新技術讓樹上長出電子元件

FacebookPrintFont Size簡體

【新唐人北京時間2022年05月06日訊】帶有三維網絡結構的半導體納米材料由於其表面積大、孔洞多而有著廣泛的應用。木材內的纖維素就是來源廣泛的一種材料,但是其納米結構受熱後往往遭到破壞,因而存在局限性。新研究解決了這個問題,意味著這類單純來自植物的半導體材料的性能得到了大幅提升。

納米纖維素(nanocellulose)來自木材,取材方法簡單、資源豐富。納米纖維素可以製成像A4紙那麼大的納米紙(nanopaper)立體結構。納米紙不導電,但是受熱後其導電性會改變。可惜,受熱的過程往往會破壞這些材料的納米結構。

4月26日發表於《美國化學協會‧納米》(ACS Nano)期刊的一份研究找到一種辦法處理這些納米材料,使它們受熱後從微觀到宏觀的結構都不會被破壞的同時,還能靈活地控制材料的導電性能。

主要研究者之一日本大阪大學(Osaka University)材料研究員古賀大尚(Hirotaka Koga)說:「可調性是納米紙半導體的一個重要特性,這樣才適合於各種用途。我們發明了一種用碘處理這種材料的技術,能夠(在受熱過程中)效保護納米紙裡面的結構。配合在空間維度上控制的乾燥技術,使得這種熱解處理過程在不會改變這些材料的立體結構的同時,通過達到指定的溫度來控制這些材料的電子特性。」

研究人員用納米紙折成一隻鳥和一個盒子,並使用激光切割術在上面打上蘋果、雪花等形狀、大小各異的孔洞,以展示他們的新技術使得納米紙受熱後,從微觀到宏觀上都沒有受損的效果。

研究人員還把這些材料應用到穿戴設備內,檢測穿透口罩的水氣和皮膚上的水分。另外還用這種材料作為葡萄糖生物燃料電池的電極,實驗展示電池點亮了一個小燈泡。

古賀大尚說:「我們所展示的結構完整性和導電性能的可調性,為這種納米材料投入實際的應用邁出可喜的一步,為將來發展完全由植物材料製成的電子產品奠定了基礎。」

(轉自大紀元/責任編輯:葉萍)

相關文章
評論