一项新突破使由木材制成的半导体更接近现实

用木材制造半导体的想法并不像听起来那么遥远。这是因为植物的细胞壁是由一种叫做纤维素的材料制成的，在某些条件下，当加热到相对较高的温度时，纤维素可以导电。

但是这种可再生纳米材料存在一个问题，它是一种纳米纸。这种燃烧过程——称为碳化——可以很容易地破坏三维结构,而这种结构会使纤维素衍生的半导体发挥作用。

这就是为什么日本研究人员开发的新工艺很重要的原因。在周二发表在 ACS Nano 上 的一篇论文中，研究人员描述了一种处理过程，该过程可以“加热纳米纸，而不会破坏结构”。 

设计3D结构和调整电气特性

这一突破背后的研究人员必须平衡两个相互竞争的挑战。首先，该过程需要允许制造商“调整”纳米纸以使其具有适合特定应用的电性能。其次，该过程需要足够温和，以便制造商可以根据应用设计具有大表面积和许多孔隙的结构。解决方案是一个多步骤过程，可以对最终产品进行大量控制。

研究人员采用了碘处理，对保护纳米纸的纳米结构非常有效。将其与空间控制的干燥相结合意味着热解处理不会显着改变设计的结构，并且选定的温度可用于控制电气特性。

具有可定制电性能和3D结构的木材纳米纤维素衍生纳米半导体制备

早期测试显示有希望的结果

研究人员使用他们的新技术创建了两个相对简单的概念验证设备。在一个案例中，他们使用纳米纸半导体作为传感器来监测水蒸气通过两种不同类型的面具的流动。当连接到由布制成的可清洗面罩上时，传感器能够记录与呼气同步的脉冲。佩戴者呼吸中的水分子暂时降低了传感器的电阻。当连接到外科口罩上时，传感器没有记录到这样的脉冲。研究人员写道： “仅观察到传感器电阻逐渐降低，表明外科口罩有效地捕获了水蒸气。 ”

当研究人员将纳米纸半导体连接到葡萄糖生物燃料电池时，该材料 的功率密度是商业石墨片的14倍。

研究人员相信，该方法将为完全由植物材料制成的可持续电子产品的下一步发展奠定基础。获 取 更多前沿科技 研究 进展访问：https://byteclicks.com