九州大学的可持续发展研究:源自木材的纳米半导体,开拓电子产业可持续发展之路!
来自: 九州大学
2022-07-01
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九州大学一直致力于联合国SDGs可持续发展研究。近日,由大阪大学产业科学研究所、东京大学大学院工学系研究科、九州大学大学院综合理工学研究院、冈山大学异分野融合先端研究中心组成的研究团队,利用来源于木材的纳米纤维素成功制出可大范围调控导电性及3D结构的纳米半导体,向探索电子产业可持续发展又迈出重要一步。

背景

电子设备的大规模生产迅速消耗金属、石油等不可再生资源,并产生大量电子垃圾,极度危害自然环境。因此,创造来源于可持续生产的生物资源、可自然降解的环境友好型电子设备,正成为未来发展的迫切需要。

此前,研究团队已将来源于木材、能可持续生产的环境友好型新材料“纳米纤维素”制作的纸(纳米纸)作为代替玻璃和塑料的基础材料,制造出兼具优秀设备性能、柔韧性、可生物降解、易销毁的环境友好型电子设备。但“纳米纤维素”本来是无法导电的绝缘体,电子设备运转仍不得不依赖来源于金属、石油等不可再生资源的电子材料。

研究内容

本次研究中,通过使纳米纸不同程度地碳化,成功制作出可广泛且系统调控导电性的半导体。此外,还应用“纳米纸”的结构设计技术及形态保持碳化技术,成功控制了其从纳米到微观、及到宏观的三维结构,可分别制作出多种不同结构的“纳米纸”。

纳米纸半导体广泛的导电性调控范围和跨尺度的3D结构调控性超越了既有的半导体,可应不同的需求或目的实现定制。

社会影响

本研究使源自木材的纳米纤维素产生作为半导体的新价值,拓展了其对电子设备的适用性。未来,可期实现制造以间伐材等未被利用的木材为原料的全纳米纤维素电子设备,及发展不再依赖金属、石油资源的生物资源可持续发展电子产业。

* 本研究于2022年4月27日线上发表于美国科学杂志“ACS Nano”


原文参考网址:

https://www.kyushu-u.ac.jp/f/47802/22_0427_02.pdf

https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/754

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c10728



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