納米紙電子產(chǎn)品更環(huán)保
2013-04-11 08:59 來(lái)源：人民網(wǎng)-人民日報 責編：陳莎莎
- 摘要：
- 便攜、低成本、可彎曲、綠色環(huán)保，這些都是當前電子產(chǎn)品的重要發(fā)展趨勢。由歐美等國家相繼研制成的各種納米紙，令人對未來(lái)的電子產(chǎn)品充滿(mǎn)了期待。而同濟大學(xué)與美國馬里蘭大學(xué)最近聯(lián)合研發(fā)的納米紙晶體管，以納米紙為襯底，全透明、可彎曲、可降解，向紙制電子產(chǎn)品邁出了重要一步。
【CPP114】訊：便攜、低成本、可彎曲、綠色環(huán)保，這些都是當前電子產(chǎn)品的重要發(fā)展趨勢。由歐美等國家相繼研制成的各種納米紙，令人對未來(lái)的電子產(chǎn)品充滿(mǎn)了期待。而同濟大學(xué)與美國馬里蘭大學(xué)最近聯(lián)合研發(fā)的納米紙晶體管，以納米紙為襯底，全透明、可彎曲、可降解，向紙制電子產(chǎn)品邁出了重要一步。
納米紙泛指用納米材料制作或采用納米技術(shù)對紙張的某種性能進(jìn)行改善后的紙張。它除了具有可書(shū)寫(xiě)、可復印等應用性能外，還具有超疏水、自潔凈、防潮、耐老化及高印刷表面強度等優(yōu)異性能，有比較廣闊的市場(chǎng)應用前景。
普通的晶體管一般使用無(wú)機半導體材料，比如晶體硅，它堅硬而易斷裂。納米紙晶體管選用的則是透明、可彎曲的有機半導體，并以同樣透明可彎曲的納米紙和碳納米管，分別作為襯底材料和電極，最后形成了整體可彎曲、透明化、并且環(huán)�？山到獾募{米紙晶體管器件。實(shí)際的性能測試表明，納米晶體管總體透明度高達84%，即便將整個(gè)器件彎曲起來(lái)卷成細圓筒時(shí)，它上面的透明晶體管仍能保持優(yōu)良的工作性能。
納米紙晶體管最大的特點(diǎn)，是將透明、柔軟可彎曲、可降解這幾大功能和特性同時(shí)整合在一個(gè)器件上。如果將電子產(chǎn)品做在塑料襯底材料上，雖然可彎曲也透明，但無(wú)法降解，最終會(huì )產(chǎn)生出大量的電子垃圾，污染環(huán)境。電子垃圾眼下已經(jīng)成為世界面臨的一大問(wèn)題。使用可降解的紙作為代替塑料的襯底材料，使得器件具備綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
由于普通紙張纖維粗，不透明，表面粗糙，凹凸不平，要在它上面制備半導體層，不僅很難形成完整、連續、均勻的高質(zhì)量半導體層，并且還容易導致晶體管漏電，相關(guān)技術(shù)和制備工藝面臨不少困難。相比較而言，納米紙則是比較理想的材料。這種透明光滑的特殊紙張，其制備過(guò)程并不是很復雜，具體做法是，將普通造紙所用的木漿纖維經(jīng)特殊處理，使其纖維尺度達到納米量級，遠小于可見(jiàn)光的波長(cháng)。如此制作出來(lái)的納米紙，可有效減少對光的吸收和散射，不僅變得透明，而且其表面有如塑料一般光滑，這為接下來(lái)在它上面制備性能優(yōu)良的晶體管電路奠定了重要基礎。
將部分有機半導體材料具備的“可溶性”這一優(yōu)點(diǎn)與紙質(zhì)襯底材料的可打印特性相結合，便使得通過(guò)全打印方式來(lái)制備電子器件成為可能。如此一來(lái)，不僅可以進(jìn)一步降低電子產(chǎn)品的成本，或許，在不久的將來(lái)，人們還能利用可再生資源印刷出透明、可彎曲的電子設備，即類(lèi)似于電影《哈利·波特》中的“魔法報紙”之類(lèi)的紙質(zhì)電子產(chǎn)品，或是科幻電影中出現的可彎曲、可折疊、全透明的顯示屏。從理論上說(shuō)，納米紙晶體管向環(huán)保紙質(zhì)電子產(chǎn)品邁出了關(guān)鍵的第一步。
納米紙泛指用納米材料制作或采用納米技術(shù)對紙張的某種性能進(jìn)行改善后的紙張。它除了具有可書(shū)寫(xiě)、可復印等應用性能外，還具有超疏水、自潔凈、防潮、耐老化及高印刷表面強度等優(yōu)異性能，有比較廣闊的市場(chǎng)應用前景。
普通的晶體管一般使用無(wú)機半導體材料，比如晶體硅，它堅硬而易斷裂。納米紙晶體管選用的則是透明、可彎曲的有機半導體，并以同樣透明可彎曲的納米紙和碳納米管，分別作為襯底材料和電極，最后形成了整體可彎曲、透明化、并且環(huán)�？山到獾募{米紙晶體管器件。實(shí)際的性能測試表明，納米晶體管總體透明度高達84%，即便將整個(gè)器件彎曲起來(lái)卷成細圓筒時(shí)，它上面的透明晶體管仍能保持優(yōu)良的工作性能。
納米紙晶體管最大的特點(diǎn)，是將透明、柔軟可彎曲、可降解這幾大功能和特性同時(shí)整合在一個(gè)器件上。如果將電子產(chǎn)品做在塑料襯底材料上，雖然可彎曲也透明，但無(wú)法降解，最終會(huì )產(chǎn)生出大量的電子垃圾，污染環(huán)境。電子垃圾眼下已經(jīng)成為世界面臨的一大問(wèn)題。使用可降解的紙作為代替塑料的襯底材料，使得器件具備綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
由于普通紙張纖維粗，不透明，表面粗糙，凹凸不平，要在它上面制備半導體層，不僅很難形成完整、連續、均勻的高質(zhì)量半導體層，并且還容易導致晶體管漏電，相關(guān)技術(shù)和制備工藝面臨不少困難。相比較而言，納米紙則是比較理想的材料。這種透明光滑的特殊紙張，其制備過(guò)程并不是很復雜，具體做法是，將普通造紙所用的木漿纖維經(jīng)特殊處理，使其纖維尺度達到納米量級，遠小于可見(jiàn)光的波長(cháng)。如此制作出來(lái)的納米紙，可有效減少對光的吸收和散射，不僅變得透明，而且其表面有如塑料一般光滑，這為接下來(lái)在它上面制備性能優(yōu)良的晶體管電路奠定了重要基礎。
將部分有機半導體材料具備的“可溶性”這一優(yōu)點(diǎn)與紙質(zhì)襯底材料的可打印特性相結合，便使得通過(guò)全打印方式來(lái)制備電子器件成為可能。如此一來(lái)，不僅可以進(jìn)一步降低電子產(chǎn)品的成本，或許，在不久的將來(lái)，人們還能利用可再生資源印刷出透明、可彎曲的電子設備，即類(lèi)似于電影《哈利·波特》中的“魔法報紙”之類(lèi)的紙質(zhì)電子產(chǎn)品，或是科幻電影中出現的可彎曲、可折疊、全透明的顯示屏。從理論上說(shuō)，納米紙晶體管向環(huán)保紙質(zhì)電子產(chǎn)品邁出了關(guān)鍵的第一步。
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