近年来,电子器件的产量猛增,导致金属和石油等枯竭性资源被迅速消耗。另外,大量产生的电子器件废弃物对环境的影响也日益严重。
大阪大学产业科学研究所的古贺大尚副教授等人组成的联合研究团队,利用由源自木材的“纳米纤维素”制成的“纳米纸”,开发了兼具优异的性能和易废弃性等特点的环保型电子器件。由于纳米纸是一种绝缘体,原则上只能作为基材使用,为了作为电子器件,还必须有来自枯竭性资源的半导体。
此次,研究团队利用逐步碳化纳米纸的技术,成功开发出了可以广泛控制电气特性,并且能在纳米、微观和宏观水平上自由控制3D构造的半导体。研究人员已通过采用该半导体的可穿戴式水蒸气传感器,检测了口罩的飞沫泄露,验证了其实用性。此外还在生物燃料电池发电等方面确认了其优异的电子器件性能。
A:通过逐步提高碳化温度,可以从绝缘体变为半导体和导体(上)。提高碳化温度可以改变半导体的类型(下)。B:可以在纳米、微观和宏观等广泛范围内控制的3D构造。
这项成果为纳米纤维素作为一种半导体创造新的使用价值。可以根据目的和用途定制电子功能和3D构造,创造完全由木材制成的的电子器件将不再是一个梦想。研究团队今后将进一步致力于电气特性、功能控制以及工艺的改良,以实现可持续发展的电子器件为目标推进研究。
原文:JSTnews 7月号
翻译编辑:JST客观日本编辑部