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可降解芯片研製成功 木材製成性能不輸傳統芯片

可降解芯片研製成功 木材製成性能不輸傳統芯片用鎵製成的電子元件被放置在納米纖維素製成的支撐層上,這種纖維素的原材料是木材。

  新浪科技訊 北京時間7月15日上午消息,美國威斯康星大學的研究人員發明了一種用木材中提取的材料製作的可降解芯片,其性能與無線電通訊行業常用的芯片相同。

  研究人員表示,這種新的芯片有助於解決日益嚴峻的電子垃圾污染問題,其中部分垃圾還包含有毒物質。他們從木材中提取出一種名為納米纖維素紙的透明材料,可以取代塑料,成為柔性電子元件的載體。

  在傳統的芯片製造行業,晶體管等電子元件都要在堅硬的晶圓表面製作,而這些晶圓則是由硅等半導體材料製作的。而威斯康星大學電氣和電腦工程教授馬振強(Zhenqiang Ma,音譯)也利用類似的方法來製作電子元件,但他使用了一個橡皮圖章將電子元件從晶圓中取出,並將其轉移到一個由納米纖維素製成的新載體上。這樣最多可將半導體材料的使用量減少為原來1/5000,但卻不會犧牲性能。

  在最近的兩次驗證試驗中,馬振強和他的同事證明,他們可以使用納米纖維素作為射頻電路的支撐層,而性能與智能手機和平板電腦中常用的射頻電路相似。他們還證明,常見的菌類即可降解這些芯片。

  當今的芯片所使用的絕大多數半導體材料都用來製作支撐層,而真正起作用的電子元件僅占其中的一小部分。馬振強表示,這是一種巨大的浪費,而且會導致廢棄的電子設備產生嚴重污染。

  將木纖維分解至納米級就可以製作出納米纖維素。最近幾年,研究人員已經證明這種材料可以成為各種電子設備的可行支撐材料,包括太陽能電池。然而,馬振強的這些實驗卻率先證明,這種材料的特性使之可以用於高效、高性能的射頻電路。

  馬振強表示,這種芯片已經做好了商業化的準備。而美國伊利諾伊大學香檳分校材料科學教授約翰·羅傑斯(John Rogers)也表示,馬振強及其同事使用技術在電子行業已經比較成熟。羅傑斯為馬振強的團隊開發了一種方法,幫助他們將少量的半導體材料從大晶圓轉移到納米纖維素載體。

  羅傑斯表示,軍方對這種可以快速分解的電子產品很感興趣,因為這樣便可避免敏感電子設備落入敵人之手。但該研究最重要的意義還在於環保領域:各類無線通訊設備都在快速增加,而且絲毫沒有放緩的跡象。人們升級設備的速度也在加快,通常會將過時的產品直接丟棄。如何應對廢棄電子設備產生的污染,已經成為人們不得不面對的嚴峻問題。(書聿)

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