可降解电子产品不是梦木质基板环保芯片问世

　　木头是最常见的材料之一，几乎无所不在。不久之后，你的电脑便可能拥有一个“木头心”——木质基板电脑芯片。在美国威斯康星大学和美国农业部林产品实验室的共同努力下，木头成为最新并且最前卫的半导体材料，同时也是第一种能够让便携式电子产品像厕纸一样用过即弃，不必担心污染环境的半导体材料。借助于这种新材料，他们研制出新型环保芯片。

　　当前的消费者环保意识更强，不仅要求电子产品的运算速度更快，个头更苗条纤细，同时还希望产品能够实现生物降解，报废之后可直接扔进垃圾箱。从这个角度说，木头可能是再合适不过的材料。

　　威斯康星大学和林产品实验室的研究人员研制的木质半导体能够生物降解，充当环境中的植物肥料。在最新一期《自然·通讯》杂志上，他们描述了这种半导体。威斯康星大学的研究小组由电气工程学教授马振强（Zhenqiang Ma，音译）带队。他们指出手机和其他便携式电子产品的平均使用寿命在18个月左右。据电子产品回收联盟估计，全球每年产生的电子垃圾多达5000万吨，大部分垃圾都含有贵金属以及铅、镉和铍等危险的污染物。据他们估计，每天被扔进垃圾箱的电脑在14.2万台左右。

　　传统芯片的构造本身就是一种“浪费”。马振强和他的研究小组在论文中指出：“在一个典型的半导体电子芯片上，有源区构成顶部的薄层，只是整个芯片中很少的一部分。底部的基板支撑芯片，在所用半导体材料中的比重超过99%。在用于无线功能的微波芯片上，除了基板是一大浪费外，芯片侧部也只有很少的一部分用于所需的有源晶体管/二极管，余下的用于搭载其他无源组件。”

　　新型环保芯片采用纤维素纳米纤丝（以下简称CNF）基板。纤维素是绝大多数绿色植物细胞壁的重要结构组件，纳米级纤维素拥有的特性与塑料最为接近。此外，纤维素还是地球上数量最丰富的有机聚合物。木制纸可以分解到微米级纤维的程度，CNF本质上是这一过程的延续，从微米级分解到纳米级。CNF纸超级坚固并且透明，是一种理想的电子元件基板。此外，这种半导体材料在很多方面的性能也超过此前研发的生物半导体材料，包括相对于当前的人工合成先进电子元件材料的性能，抗水性以及抵御其他潜在溶剂的性能。

　　研究论文合著者蔡智勇（Zhiyong Cai，音译）在威斯康星大学的一份声明中指出：“你不希望基板过度膨胀或萎缩。木头是一种天然的吸湿材料，吸收空气中的水份后膨胀。在对CNF表面进行环氧涂层处理后，我们解决了表面光滑度和防潮问题。”

　　作为实验的一部分，研究小组还对CNF的生物可降解性进行测试，证明确定的真菌“喜好”这种材料。马振强和他的同事指出：“我们成功利用性能与硬性材料相当的柔软CNF纸制造重要电子元件，同时还证明CNF基电子元件可以被真菌降解。这一研究成果说明利用生态友好型材料制造柔软电子元件的可能性是存在的。”