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纳米纸电子产品更环保

发布时间:2020-02-11 03:54:32 阅读: 来源:笔袋厂家

便携、低成本、可弯曲、绿色环保,这些都是当前电子产品的重要发展趋势。由欧美等国家相继研制成的各种纳米纸,令人对未来的电子产品充满了期待。而同济大学与美国马里兰大学最近联合研发的纳米纸晶体管,以纳米纸为衬底,全透明、可弯曲、可降解,向纸制电子产品迈出了重要一步。

纳米纸泛指用纳米材料制作或采用纳米技术对纸张的某种性能进行改善后的纸张。它除了具有可书写、可复印等应用性能外,还具有超疏水、自洁净、防潮、耐老化及高印刷表面强度等优异性能,有比较广阔的市场应用前景。

普通的晶体管一般使用无机半导体材料,比如晶体硅,它坚硬而易断裂。纳米纸晶体管选用的则是透明、可弯曲的有机半导体,并以同样透明可弯曲的纳米纸和碳纳米管,分别作为衬底材料和电极,最后形成了整体可弯曲、透明化、并且环保可降解的纳米纸晶体管器件。实际的性能测试表明,纳米晶体管总体透明度高达84%,即便将整个器件弯曲起来卷成细圆筒时,它上面的透明晶体管仍能保持优良的工作性能。

纳米纸晶体管最大的特点,是将透明、柔软可弯曲、可降解这几大功能和特性同时整合在一个器件上。如果将电子产品做在塑料衬底材料上,虽然可弯曲也透明,但无法降解,最终会产生出大量的电子垃圾,污染环境。电子垃圾眼下已经成为世界面临的一大问题。使用可降解的纸作为代替塑料的衬底材料,使得器件具备绿色环保的优点。

由于普通纸张纤维粗,不透明,表面粗糙,凹凸不平,要在它上面制备半导体层,不仅很难形成完整、连续、均匀的高质量半导体层,并且还容易导致晶体管漏电,相关技术和制备工艺面临不少困难。相比较而言,纳米纸则是比较理想的材料。这种透明光滑的特殊纸张,其制备过程并不是很复杂,具体做法是,将普通造纸所用的木浆纤维经特殊处理,使其纤维尺度达到纳米量级,远小于可见光的波长。如此制作出来的纳米纸,可有效减少对光的吸收和散射,不仅变得透明,而且其表面有如塑料一般光滑,这为接下来在它上面制备性能优良的晶体管电路奠定了重要基础。

将部分有机半导体材料具备的“可溶性”这一优点与纸质衬底材料的可打印特性相结合,便使得通过全打印方式来制备电子器件成为可能。如此一来,不仅可以进一步降低电子产品的成本,或许,在不久的将来,人们还能利用可再生资源印刷出透明、可弯曲的电子设备,即类似于电影《哈利·波特》中的“魔法报纸”之类的纸质电子产品,或是科幻电影中出现的可弯曲、可折叠、全透明的显示屏。从理论上说,纳米纸晶体管向环保纸质电子产品迈出了关键的第一步。

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