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科学家用木头造出芯片 能够被迅速降解
2021-02-19 13:33:05

据国外媒体报道,科学家用从树木取材造出可降解的。

威斯康星大学麦迪逊分校和工程系教授马振强说他是在2007年的一次午餐休息时间决定从事这项研究的,当时他在一份行业刊物上看到,每年废弃的产品都堆积如山。

局估计,在2010年,人手上有1.52亿件移动产品准备作报废处理。很少产品会被回收,虽然很多还能用。

这些产品的核心是。硅是制造的传统材料——所有才有了硅谷这个名称。最近,砷化镓也被广泛采用,砷化镓的特性使其成为了制造的理想材料。

马振强说这两种都引起了环境问题:生产所需的纯化硅十分耗费能源,而砷化镓含有毒物质,难以回收。

马振强希望能找到更的原材料,以减轻环境负担。为此,他跟威斯康星大学的同事和部林产品实验室的科学家进行了合作。

中起作用的通常只是薄薄的顶层,其余的基片部分只是起支撑作用,虽然基片也含有某些特性。

研究人员最后用纸——确切来说,是纤维素纳米纤维(CNF)纸——造出了基片,而这些纸完全是用木头做成的。科学家称这些CNF基片——也称为晶圆——具有制造所需的强度、导热性和电气特性。

与马振强教授合作的部林产品实验室的蔡智勇从2009年就开始研发可持续的。他说:“如果将一棵大树分解成纤维,所制成的最常见产品就是纸。而这些纤维的尺寸在微米级,那如果我们可以将它们进一步分解到纳米级又会怎样呢?在这个水平就可以制造出这种透明且非常牢固的纤维素纳米纤维纸。”

蔡智勇的团队解决了两个利用木制材料制造产品的主要障碍,那就是表面的光滑度和膨胀问题。蔡智勇说:“我们不希望它膨胀或收缩得太厉害,木头是天然的吸水性材料,可能吸收空气中的水分而膨胀。通过在纤维素纳米纤维表面覆盖上环氧树脂涂层,就解决了表面光滑度和问题。”

马振强说:“CNF纸是透明的,这种特性也许在将来某一天会派上用场,比如用于显示信息或其它目的。

在此之前实验的可降解据说性能有限。但是在马振强和由龚绍琴(音译)领导的威斯康星大学医学工程团队在实验中发现,这些CNF的性能跟传统无异。

这些的大部分是可降解的。在测试中,这些会被常见的真菌迅速降解,甚至在涂上了环氧树脂之后,这些的重量会在28天之内减少10%。马振强说这些涂层最终也会被降解。

这些CNF还是会使用薄薄的一层砷化镓,但含量只是传统的3000至5000分之一。马振强说:“目前大规模生产的成本非常低,产业要适应我们的设计可能需要一定时间,不过将来的产品都会具有柔韧性,我们走在了技术发展的前沿。”(翼飞)


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