具有3D网络构造的半导体纳米材料拥有高表面积和大量孔隙,使其非常适宜涉及吸附、分离和传感的运用。然而,同时掌握电气特性、创建有用的微不雅观和宏不雅观构造并实现出色的功能和终极用场的多功能性,仍旧具有寻衅性。
纤维素是一种源自木材的天然且易于获取的材料。纤维素纳米纤维(纳米纤维素)可制成具有与标准A4纸张尺寸相似的柔性纳米纤维素纸(纳米纸)片材。纳米纸不导电,但加热可引入导电特性。不过,这种受热也可能毁坏纳米构造。
大阪大学研究职员与东京大学、九州大学和冈山大学互助,设计出一种处理工艺,使纳米纸能够加热,又不会毁坏从纳米尺度到宏不雅观尺度的纸构造。

“纳米纸半导体的一个主要特性是可调性,由于这许可为特定运用展开设计。”研究作者古贺博隆副教授阐明说,碘处理对保护纳米纸的纳米构造非常有效。将其与空间掌握的干燥相结合,意味着热解处理不会显著改变设计的构造,并且可利用选定的温度来掌握电性能。
研究职员利用折纸和剪纸技能来供应纳米纸在宏不雅观层面的灵巧性。他们将鸟和盒子折叠起来,冲压出苹果和雪花等形状,并通过激光切割产生更繁芜的构造。这证明了新工艺可能达到的细节水平,以及热处理没有造成破坏。
成功运用的例子是,纳米纸半导体传感器结合到可穿着设备中,以检测穿过口罩呼出的水分和皮肤上的水分。纳米纸半导体也被用作葡萄糖生物燃料电池的电极,产生的能量点亮了一个小灯泡。
古贺博隆表示,新研究展现的将纳米材料转化为实际设备的构造掩护和可调性非常令人鼓舞,新方法为完备由植物质料制成的可持续电子产品的下一步发展奠定了根本。
【总编辑圈点】
纳米拥有神奇的邪术。当统统深入到微不雅观层面,事情就会起变革,纤维素是一种天然材料,将纳米纤维素制成纸张,你就拥有了一个可持续电子产品的雏形。若何让这种纳米纸产生电性能?答案是加热。日本的科研职员用了碘处理的方法,让纳米纸在被加热后仍能坚持其微不雅观和宏不雅观构造,而根据温度的不同,这种纳米纸还能产生不同的导电性能。研究职员已将其初步运用到了可穿着设备中。虽然功能还不是特殊完备,但未来若能拥有一件来自大自然的电子产品,也是很酷的一件事吧。