美國杜克大學工程師開發(fā)了世界上第一個完全可回收的印刷電子產品：由3種碳基墨水制成的晶體管。研究人員希望以此激發(fā)新一代可循環(huán)利用的電子產品的研發(fā)，以幫助解決日益增長的全球電子垃圾問題。相關研究發(fā)表在26日的《自然·電子學》雜志上。
制作晶體管和集成電路的原料一般是硅片，很難回收利用。據(jù)聯(lián)合國估計，每年丟棄的數(shù)百萬公斤電子產品中，只有不到1/4被回收利用。
在新研究中，杜克大學電氣與計算機工程教授亞倫·富蘭克林及其團隊展示了一種完全可回收的全功能晶體管，其由3種碳基墨水制成，可以輕易打印到紙張或其他柔韌環(huán)保材料的表面。碳納米管和石墨烯墨水分別用于半導體和導體。富蘭克林說，這些材料在印刷電子產品領域并不新鮮，開辟可回收利用新途徑的是一種名為納米纖維素的木質絕緣介質墨水。
納米纖維素可生物降解，多年來一直用于包裝等領域。此次，研究人員開發(fā)出一種懸浮納米纖維素晶體的方法，這種晶體從木材纖維中提取出來，在上面灑上少許食鹽，就可以產生一種墨水，作為打印晶體管的絕緣體。在室溫下將這3種墨水放在噴墨打印機中，打印出的全碳晶體管性能良好，可以廣泛應用。
將打印出的晶體管浸入一系列水槽中，用聲波輕輕震動它們，并對產生的溶液進行離心，可依次回收碳納米管和石墨烯，平均回收率接近100%。此外，兩種材料都可以在相同的印刷過程中重復使用，性能幾乎無損。由于納米纖維素是由木材制成的，其與印刷紙均可被回收利用。
富蘭克林表示，像這樣的可回收電子產品不可能完全取代芯片，而且當前研究離打印可回收的計算機處理器還很遠。但這種完全可回收的多功能印刷晶體管為我們開發(fā)出擁有可循環(huán)“生命周期”的新型電子產品奠定了基礎。(實習記者張佳欣)
關鍵詞： 完全可回收印刷電子產品
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