Papirbaseret halvleder hjælper med at drive bæredygtig elektronik PlatoBlockchain Data Intelligence. Lodret søgning. Ai.

Papirbaseret halvleder hjælper med at drive bæredygtig elektronik

Tidsstempel: 23. maj 2022 kl. 12

En ny papirbaseret halvleder kunne indvarsle fremkomsten af ​​bæredygtig elektronik fremstillet udelukkende af plantebaserede materialer. Materialet, der er udviklet af forskere ved universiteterne i Osaka, Tokyo, Kyushu og Okayama i Japan, kunne bruges til at lave sensorer til bærbare enheder eller som en elektrode i en glukose-biobrændselscelle og kunne endda drive en lille pære.

Anført af Hirotaka Koga, fremstillede forskerne tredimensionelle netværksstrukturerede halvledende materialer ved hjælp af cellulose nanofibre afledt af træmasse som byggesten. Resultatet er et halvledende papir, der kunne fremstilles med overfladearealer på mere end 20 cm i diameter.

googletag.cmd.push (funktion () {googletag.display ('div-gpt-ad-3759129-1');});

Ifølge teamet kan det nye halvledende cellulose nanopapir (CNP) skræddersyes til en række forskellige anvendelser. Selve papiret kan formes til forskellige designs og materialets elektriske ledningsegenskaber kan tunes fra 1012 til 10-2 Ω cm – værdier, der overstiger værdierne for tidligere rapporterede 3D-halvledende materialer – ved at ændre koncentrationen af ​​ladningsbærere (elektroner og huller) i den. Det betyder, at den er velegnet til brug i mange enheder, lige fra vanddampsensorer til elektroder i enzymatiske biobrændselsceller.

nanocellulose-afledt nano-halvleder
Den træ-nanocellulose-afledte nano-halvleder med tilpasselige elektriske egenskaber og 3D-strukturer. (Med høflighed: 2022 Koga et al. Nanocellulose papirhalvleder med en 3D-netværksstruktur og dens nano-mikro-makro trans-skala design. ACS Nano)

Papirfoldningsskæring

Koga og kolleger fremstillede deres nanocellulosepapirhalvleder fra en nanocellulose/vanddispersion ved hjælp af en kombination af papirfoldnings- (origami) og papirskæringsteknikker (kirigami). De anvendte også en jodbehandling på deres materiale for at beskytte dets nanostruktur.

For at demonstrere materialets egenskaber fremstillede forskerne flere forskelligt formede strukturer, inklusive en fugl og en kasse ved at folde og et æble og snefnug ved at udstanse stykker af papiret. De producerede også mere indviklede strukturer ved hjælp af laserskæring.

Holdet siger, at de elektriske og kemiske egenskaber af CNP-halvlederen kan ændres yderligere ved at ændre dens molekylære struktur ved hjælp af teknikker såsom doping med andre arter af atomer. "Vi vil yderligere tune de elektriske og kemiske egenskaber af den nye halvleder såvel som dens fine mønstre," fortæller Koga Fysik verden.

I deres papir, som er udgivet i ACS Nano, siger forskerne, at deres undersøgelse er en milepæl i at manipulere funktionaliteten og det praktiske ved halvledende nanomaterialer til forskellige elektroniske applikationer. "Da sådanne CNP-halvledere kan fremstilles ud fra allestedsnærværende og rigelige biologiske ressourcer, kan vores strategi blive brugt til at producere bæredygtig elektronik," skriver de.

Stillingen Papirbaseret halvleder hjælper med at drive bæredygtig elektronik dukkede først på Fysik verden.

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden