完全可回收的印刷电子产品
越来越多的废弃电子设备要么不再工作,要么被丢弃以支持更新的型号。部分问题是电子设备难以回收。虽然铜、铝和钢的废料可以回收,但设备核心的硅芯片不能。
工程师们现在已经开发出一种完全可回收、功能齐全的晶体管,它由三种碳基墨水制成,可以很容易地打印在纸或其他柔性、环保的表面上。碳纳米管和石墨烯墨水分别用于半导体和导体。虽然这些材料对于印刷电子领域来说并不新鲜,但随着一种名为纳米纤维素的木材衍生绝缘介电油墨的开发,可回收利用的道路已经开启。
该团队开发了一种悬浮纳米纤维素晶体的方法,这种纳米纤维素晶体是从木纤维中提取的——撒上少许食盐——产生一种在印刷晶体管中作为绝缘体表现出色的墨水。该团队在室温下在气溶胶喷射打印机中使用这三种墨水,结果表明全碳晶体管的性能足以在各种应用中使用,即使在初始打印六个月后也是如此。
通过将器件浸入一系列浴槽中,用声波轻轻振动它们,然后将所得溶液离心,碳纳米管和石墨烯依次回收,平均收率接近 100%。然后,这两种材料可以在相同的印刷过程中重复使用,同时几乎不会损失它们的性能可行性。而且由于纳米纤维素是由木材制成的,因此可以简单地与打印它的纸张一起回收。
与电阻器或电容器相比,晶体管是一种相对复杂的计算机组件,用于电源控制或逻辑电路以及各种传感器等设备。该技术可用于需要数千个简单环境传感器来监控其能源使用或定制生物传感贴片以跟踪医疗状况的大型建筑。
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