生物降解电脑芯片性能优异
根据新的研究,可生物降解的基于木质的计算机芯片,可以跟通常用于无线通信的芯片一样具有很好的性能。
该芯片的发明者认为,新的芯片可以帮助解决迅速积累的电子垃圾的全球性问题,其中一些含有潜在有毒材料。该结果还表明,被称为透明的纳米纤维素纸衍生自木材的材料,是一种很有吸引力的可替代塑料的柔性电子产品屏幕。
在常规的芯片制造中,如晶体管这样的电子器件,是在刚性晶片制成的半导体材料,如在硅的表面上制成。由电气和计算机工程教授Zhenqiang (Jack) Ma领队的来自美国威斯康星大学的研究人员,以类似的方式制造了电子器件,但随后用一个橡皮图章从晶片移除它们,并将它们转移到一个新的纳米纤维素制成的表面。这减少了半导体材料的使用系数高达5,000,而且不会牺牲性能。
在最近的两次论证中,Ma和他的同事们研究发现,他们可以利用纳米纤维素作为支撑层,来支撑在智能手机和平板电脑普遍使用的射频电路。他们还表明,这些芯片可以被一个常见的真菌被分解。
在今天的绝大多数芯片里都由半导体材料拼成的支撑层,并且有源电子部件仅代表一个非常小的部分。这是一种昂贵的废物,Ma说,并且在某些材料的情况下,当一个设备被丢弃时,它可能会导致危险的污染。
近年来,研究人员已经证明,纳米纤维素是通过破坏木材纤维下降到纳米级而制成,可用于各种电子设备,包括太阳能电池。然而,最近的论证是首次揭示其属性,使其在高效,高性能的射频电路中成为有希望使用的材料,Ma如是说。
Ma说像他的团队生产的芯片,已经做好了商业化的准备。但他认为有可能采取更高的环境压力,或者抵挡稀有半导体材料的价格,如镓价格的飙升,以使得主流电子产业改变目前的做法,并考虑从木材生产芯片。
对于像Ma和他的同事们的制造设备技术,已经在电子行业取得了越来越确立的地位,伊利诺伊大学厄巴纳·香槟分校的材料科学教授John Rogers说。Rogers最初开发出的Ma组使用的方法,从一个大晶片转移少量半导体材料到纳米纤维素表面上。
军方对于“瞬时电子器件”非常有兴趣,其将以某种方式降解,以防止敏感电子器件落入敌人手中,Rogers说。但也许Ma最近的论证中,最重要的方面是对环境的潜在好处,他说。各种形状和大小的可以进行无线通讯的设备,可以被迅速增殖,而且这种趋势没有放缓的迹象。人们经常升级他们的设备,而且过时的设备经常被丢弃。“那么所有这些废物都流去了哪里?我认为这是一个非常合理的需要过问的问题。”他说。
新材料在线编译整理——翻译:Gary 校正:摩天轮
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