纳米材料|新技术让树上长出电子元件纤维素

【纳米材料|新技术让树上长出电子元件】带有三维网络结构的半导体纳米材料由于其表面积大、孔洞多而有着广泛的应用。木材内的纤维素就是来源广泛的一种材料，但是其纳米结构受热后往往遭到破坏，因而存在局限性。新研究解决了这个问题，意味着这类单纯来自植物的半导体材料的性能得到了大幅提升。
纳米纤维素（nanocellulose）来自木材，取材方法简单、资源丰富。纳米纤维素可以制成像A4纸那么大的纳米纸（nanopaper）立体结构。纳米纸不导电，但是受热后其导电性会改变。可惜，受热的过程往往会破坏这些材料的纳米结构。
4月26日发表于《美国化学协会?纳米》（ACS Nano）期刊的一份研究找到一种办法处理这些纳米材料，使它们受热后从微观到宏观的结构都不会被破坏的同时，还能灵活地控制材料的导电性能。
主要研究者之一日本大阪大学（Osaka University）材料研究员古贺大尚（Hirotaka Koga）说：“可调性是纳米纸半导体的一个重要特性，这样才适合于各种用途。我们发明了一种用碘处理这种材料的技术，能够（在受热过程中）效保护纳米纸里面的结构。配合在空间维度上控制的干燥技术，使得这种热解处理过程在不会改变这些材料的立体结构的同时，通过达到指定的温度来控制这些材料的电子特性。 ”
研究人员用纳米纸折成一只鸟和一个盒子，并使用激光切割术在上面打上苹果、雪花等形状、大小各异的孔洞，以展示他们的新技术使得纳米纸受热后，从微观到宏观上都没有受损的效果。
研究人员还把这些材料应用到穿戴设备内，检测穿透口罩的水汽和皮肤上的水分。另外还用这种材料作为葡萄糖生物燃料电池的电极，实验展示电池点亮了一个小灯泡。
古贺大尚说：“我们所展示的结构完整性和导电性能的可调性，为这种纳米材料投入实际的应用迈出可喜的一步，为将来发展完全由植物材料制成的电子产品奠定了基础。 ”