这这天今年夜阪大学、东京大学、九州大学、冈山大学的共同研究成果,已揭橥在了美国的科学杂志上。纤维素纳米纤维是把纸浆等粉碎到纳米尺寸的纤维。这种材料纵然燃烧也不会实际排放二氧化碳,还随意马虎分解。
研究团队此前利用这种材料开拓了电子纸、存储器、电子电路基板等。再加上半导体,实现电子电路的紧张要素均由木材制造。
在手机及个人电脑遍及的背景下,铜、铅、塑料等来自电子产品的废弃物(电子垃圾)不断增加。估量2030年环球的产生量将超过7千万吨。不仅是有害金属可能会危害人类和动物的康健,塑料粉碎后也会成为残留在鱼体内等的微塑料。如果利用木材可以制造电子电路和零部件,有助于办理电子垃圾问题。

这次,大阪大学等的研究团队创造,把直径约20纳米的纤维素纳米纤维加热到摄氏300~1100度之后,导电性会发生变革。纤维素纳米纤维原来是不导电的绝缘体,但提高加热温度后,就会形成新的碳构造体,从而转换成半导体。电阻率最小为100分之1Ω.cm,靠近于可以导电的导体。如果以更高的温度进行处理,还能制作出导体。
在口罩上安装了利用源自木材的半导系统编制造的传感器,用来检测飞沫(日今年夜阪大学供应)
但如果只是纯挚加热纤维素纳米纤维,就会发生燃烧。于是研究团队通过通入氮气去除了氧气,防止燃烧。为了保持随意马虎破坏的纤维的微细构造,还进行了改进,通过加入碘气,从纤维中去除了氢原子。
为了验证开拓出来的半导体的性能,研究团队制作了用来检测水分等附着状态的传感器。安装在口罩上之后,电阻值会随着呼吸发生变革,从而可检测出飞沫透露。把这种半导体嵌入利用葡萄糖的燃料电池中进行实验的结果显示,可以有效取出电子,提高发电性能。
目前的加工精度为0.1毫米旁边,如果提升微细加工技能水平,还有可能运用于CPU等集成电路。由于纤维素纳米纤维价格昂贵,研究团队的目标是利用间伐材等未被利用的木材、纸张、杂草等来制作半导体,以此降落本钱。
日本经济***(中文版:日经中文网) 草盐拓郎
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