科学家们开发了一种用木材制造微电路的方法

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威斯康星大学麦迪逊分校(美国)的科学家与林产品农业实验室(FPL)部门一起,为了消除人类长期生存的有毒垃圾山,开发了一种制造几乎完全由木材制成半导体芯片的方法。更具体地说,来自可生物降解的纳米原纤维纤维素(CNF)。

当前,微电子学的发展速度惊人,而且越来越多的陈旧设备只能通过丢弃它们来摆脱主机的困扰。用于处理旧电子产品的工厂无法应付这样的潮流。据统计,2010年只有11%的废弃移动设备,17%的电视和40%的计算机被回收。

“微电路的大部分是衬底,” 工作负责人马振基。 “对于其余部分,仅剩几微米。”新的微电路将非常安全,以至于它们可以留在森林中并被真菌食用。它们和肥料一样安全。”

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FPL Zhiyon Tsay自2009年以来一直在开发可持续的生物可降解纳米材料。他解释说,纸可以在常规的木材加工中由纤维制成。但是,如果将它们进一步研磨至纳米级,则可以使用此类原料制成耐用,灵活且透明的CNF纸。

用新材料制造基板必须解决的主要任务是足够的光滑度和符合指定的热膨胀参数。得益于特殊的环氧涂层,可以制造出一种可以充分保护环境免受污染的基材,从而避免吸收过多的水分(通常与木材一样)。

同时,涂层使其具有必要的光滑度。并且与衍生自石油的聚合物相比,CNF具有相当小的热膨胀系数。

在现代无线设备中,微电路是使用砷化镓构建的,这使它们可以在高频下工作并消耗较少的能量。但是这种化合物有剧毒,可能对环境造成严重伤害。基于CNF的芯片技术使使用更少的砷化镓成为可能。

根据研究人员的说法,长期以来已经研究出了现有的生产技术,因此非常便宜。但是未来存在于柔性微电路中,制造商将采用一种新的,更环保的技术。

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