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木制芯片:可降解的环保新型芯片

发布时间:2015/12/9 17:06:03|浏览次数:

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木制芯片:可降解的环保新型芯片

树叶上的CNF电脑芯片(图片来源:Yei Hwan Jung,威斯康星纳米工程设备实验室)
  树叶上的CNF电脑芯片(图片来源:Yei Hwan Jung,威斯康星纳米工程设备实验室)

  可降解的电脑芯片听起来像是天方夜谭,但有一种全新的芯片恰恰希望达到这一目的。科学家希望能将这种芯片应用于手机和平板电脑等电子设备——全世界每年产生的电子垃圾多达数百万吨,倘若这种创新能够实现,就有助于改善这种现状。

  美国威斯康星大学麦迪逊分校和美国农业部林产品实验室的研究人员已经组建了一个团队,专门利用木材提取物制作新的芯片。我们已经使用木纤维制作可以回收利用的纸张。通过将这些纤维分解成纳米材料,研究人员便可制作出由纤维素纳米纤丝(CNF)组成的可降解柔性“纸张”。

  CNF的厚度仅为200微米,完全可以为无线设备的微波芯片中使用的基片提供环保替代方案。为了确保芯片部分能够与新的基片结合在一起,CNF需要具备光滑的表面。而由于木头会吸潮并膨胀,所以该团队还增加了环氧涂层,既可以解决这一问题,又不会牺牲生物降解能力。

  “芯片中的绝大多数材料都是支撑物,其他东西只有几微米。”该研究团队负责人、威斯康星大学麦迪逊分校电气和电脑工程教授Zhenquiang Ma说。

  为了完成这一计划,Zhenquiang Ma的团队在临时基片上制作了芯片的电子元件,然后使用“橡皮章法”(rubber-stamping,通常用于柔性电子元件)将这些部分转移到CNF上。测试结果显示,这些新型芯片与手机和平板电脑中常用的无线通讯芯片效果相似。另外,这种方式还降低了半导体材料的使用量,有望降低芯片开发成本。

  测试还表明,这种芯片是可降解的,最终能够融入土地。“现在,芯片变得非常安全,可以直接扔进森林,真菌会逐步将其降解。”Zhenquiang Ma说,“它们变得跟肥料一样安全。”