近年來,電子器件的產量猛增,導致金屬和石油等枯竭性資源被迅速消耗。另外,大量產生的電子器件廢棄物對環境的影響也日益嚴重。
大阪大學產業科學研究所的古賀大尚副教授等人組成的聯合研究團隊,利用由源自木材的「奈米纖維素」製成的「奈米紙」,開發了兼具優異的性能和易廢棄性等特點的環保型電子器件。由於奈米紙是一種絕緣體,原則上只能作爲基材使用,爲了作爲電子器件,還必須有來自枯竭性資源的半導體。
此次,研究團隊利用逐步碳化奈米紙的技術,成功開發出了可以廣泛控制電氣特性,並且能在奈米、微觀和宏觀水平上自由控制3D構造的半導體。研究人員已透過採用該半導體的可穿戴式水氣感測器,檢測了口罩的飛沫泄露,驗證了其實用性。此外還在生物燃料電池發電等方面應答了其優異的電子器件性能。
A:透過逐步提高碳化溫度,可以從絕緣體變爲半導體和導體(上)。提高碳化溫度可以改變半導體的類型(下)。B:可以在奈米、微觀和宏觀等廣泛範圍內控制的3D構造。
這項成果爲奈米纖維素作爲一種半導體創造新的工具性價值。可以根據目的和用途定製電子功能和3D構造,創造完全由木材製成的的電子器件將不再是一個夢想。研究團隊今後將進一步致力於電氣特性、功能控制以及工藝的改良,以實施永續發展的電子器件爲目標推進研究。
原文:JSTnews 7月號
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部