納米紙電子產品更環保
2013-04-11 08:59 來源：人民網-人民日報 責編：陳莎莎
- 摘要：
- 便攜、低成本、可彎曲、綠色環保，這些都是當前電子產品的重要發展趨勢。由歐美等國家相繼研制成的各種納米紙，令人對未來的電子產品充滿了期待。而同濟大學與美國馬里蘭大學最近聯合研發的納米紙晶體管，以納米紙為襯底，全透明、可彎曲、可降解，向紙制電子產品邁出了重要一步。
【CPP114】訊：便攜、低成本、可彎曲、綠色環保，這些都是當前電子產品的重要發展趨勢。由歐美等國家相繼研制成的各種納米紙，令人對未來的電子產品充滿了期待。而同濟大學與美國馬里蘭大學最近聯合研發的納米紙晶體管，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對紙張的某種性能進行改善后的紙張。它除了具有可書寫、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異性能，有比較廣闊的市場應用前景。
普通的晶體管一般使用無機半導體材料，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、并且環保可降解的納米紙晶體管器件。實際的性能測試表明，納米晶體管總體透明度高達84%，即便將整個器件彎曲起來卷成細圓筒時，它上面的透明晶體管仍能保持優良的工作性能。
納米紙晶體管最大的特點，是將透明、柔軟可彎曲、可降解這幾大功能和特性同時整合在一個器件上。如果將電子產品做在塑料襯底材料上，雖然可彎曲也透明，但無法降解，最終會產生出大量的電子垃圾，污染環境。電子垃圾眼下已經成為世界面臨的一大問題。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保的優點。
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、均勻的高質量半導體層，并且還容易導致晶體管漏電，相關技術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特殊處理，使其纖維尺度達到納米量級，遠小于可見光的波長。如此制作出來的納米紙，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，這為接下來在它上面制備性能優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”這一優點與紙質襯底材料的可打印特性相結合，便使得通過全打印方式來制備電子器件成為可能。如此一來，不僅可以進一步降低電子產品的成本，或許，在不久的將來，人們還能利用可再生資源印刷出透明、可彎曲的電子設備，即類似于電影《哈利·波特》中的“魔法報紙”之類的紙質電子產品，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，納米紙晶體管向環保紙質電子產品邁出了關鍵的第一步。
納米紙泛指用納米材料制作或采用納米技術對紙張的某種性能進行改善后的紙張。它除了具有可書寫、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異性能，有比較廣闊的市場應用前景。
普通的晶體管一般使用無機半導體材料，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、并且環保可降解的納米紙晶體管器件。實際的性能測試表明，納米晶體管總體透明度高達84%，即便將整個器件彎曲起來卷成細圓筒時，它上面的透明晶體管仍能保持優良的工作性能。
納米紙晶體管最大的特點，是將透明、柔軟可彎曲、可降解這幾大功能和特性同時整合在一個器件上。如果將電子產品做在塑料襯底材料上，雖然可彎曲也透明，但無法降解，最終會產生出大量的電子垃圾，污染環境。電子垃圾眼下已經成為世界面臨的一大問題。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保的優點。
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、均勻的高質量半導體層，并且還容易導致晶體管漏電，相關技術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特殊處理，使其纖維尺度達到納米量級，遠小于可見光的波長。如此制作出來的納米紙，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，這為接下來在它上面制備性能優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”這一優點與紙質襯底材料的可打印特性相結合，便使得通過全打印方式來制備電子器件成為可能。如此一來，不僅可以進一步降低電子產品的成本，或許，在不久的將來，人們還能利用可再生資源印刷出透明、可彎曲的電子設備，即類似于電影《哈利·波特》中的“魔法報紙”之類的紙質電子產品，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，納米紙晶體管向環保紙質電子產品邁出了關鍵的第一步。
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