木材衍生的納米纖維素紙半導體制成
已有人閱讀此文 - -具有3D網絡結構的半導體納米材料擁有高表面積和大量孔隙,使其非常適合涉及吸附、分離和傳感的應用。可是,在面對同時控制電氣特性、創建有用的微觀和宏觀結構并實現出色的功能和最終用途的多功能性方面,仍然具有巨大的挑戰性。
纖維素是一種源自木材的天然且易于獲取的材料。纖維素納米纖維(納米纖維素)可制成具有與標準A4紙張尺寸相似的柔性納米纖維素紙(納米紙)片材。納米紙不導電,但加熱可引入導電特性。不過,這種受熱也可能破壞納米結構。
大阪大學研究人員與東京大學等共同合作,設計出一種處理工藝,不僅使納米紙能夠加熱,而且又不會破壞從納米尺度到宏觀尺度的紙結構。
“納米紙半導體的一個重要特性是可調性,因為這允許為特定應用展開設計。”研究作者古賀博隆副教授解釋說,碘處理對保護納米紙的納米結構非常有效。將其與空間控制的干燥相結合,意味著熱解處理不會顯著改變設計的結構,并且可使用選定的溫度來控制電性能。
納米纖維素紙半導體傳感器結合到可穿戴設備中,以檢測穿過口罩呼出的水分和皮膚上的水分。葡萄糖生物燃料電池的電極也可用納米纖維素紙半導體,其產生的能量能點亮了一個小燈泡。
研究作者古賀博隆表示,該納米材料轉化為實際設備的結構維護和可調性非常令人鼓舞,新方法為完全由植物材料制成的可持續電子產品的下一步發展奠定了基礎。