@ 2015.05.27 , 17:04

科学家开发出可降解的木制芯片

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为缓解电子设备给环境带来的负担,来自威斯康辛大学麦迪逊分校的研究人员与美国农业部林产品实验室合作,开发了一种特别的解决办法——几乎全木制的半导体芯片。

研究人员用一种用木材制成的柔软且可生物降解的材料——纤维素纳米纤维,来代替电脑芯片的基片。研究团队领导Zhenqiang Ma教授说:“芯片中的大部分材料都是起支撑作用的,其他材料的使用量都只有一两微米。这种芯片非常安全,甚至可以放在森林中让真菌将其分解,和化肥一样安全。”

美国农业部林产品实验室的Zhiyong Cai从2009年就开始研发可持续的纳米材料。他说:“如果将一棵大树分解成纤维,所制成的最常见产品就是纸。而这些纤维的尺寸在微米级,那如果我们可以将它们进一步分解到纳米级又会怎样呢?在这个水平就可以制造这种透明且非常牢固的纤维素纳米纤维纸。”

Cai的团队解决了两个利用木制材料制造电子产品的主要障碍,那就是表面的光滑度和膨胀问题。Cai说:“我们不希望它膨胀或收缩得太厉害,木头是天然的吸水性材料,可能吸收空气中的水分而膨胀。通过在纤维素纳米纤维表面覆盖上环氧树脂涂层,就解决了表面光滑度和防水问题。”

研究团队开发出的“绿色”芯片与目前使用的电子芯片相比,不仅造价更低,而且毒性较小。目前大多数无线设备使用的都是砷化镓微波芯片,然而,砷化镓对环境可能毒性较大,特别是在无线设备被大规模丢弃的地方。

这种材料的生物可降解性对环境会有积极的影响,Ma表示该技术的灵活性会让绿色芯片具有广泛的应用空间。他说:“目前大规模生产半导体非常便宜,产业要适应我们的设计可能需要一定时间,不过将来的电子产品都会具有柔韧性,我们走在了技术发展的前沿。”

本文译自 sciencedaily,由译者 Ivy 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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