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纳米科学:用煤制造电子产品

发布时间:2020-05-10 23:27 浏览次数:163 作者:幸运快3 文章来源:幸运快3

  杰弗里格罗斯曼认为我们一直在看煤是错误的。他说,我们应该使用这种多样性和复杂化学的真正价值,而不仅仅是把它放在火上,而不是忽略这种高度变化的分子复杂性。他和他的团队说,煤炭可能是太阳能电池或电子设备的基矗

  作为这种传统的低科技材料,Grosman首次被广泛使用。博士生布伦特·凯勒和研究科学家尼科拉·费拉里斯成功地制造了一种简单的电热设备。用于解冻窗户或机翼或生物医学植入物。在开发这一初始应用时,他们还首次详细描述了四种不同煤膜的化学和光学特性:无烟煤褐煤和两种沥青。他们的发现刚刚在“纳米莱特斯”杂志上发表。

  当你认为煤是一种材料,而不仅仅是一种燃烧的东西时,化学反应是非常丰富的。格罗斯曼。Morton和ClaireGoulder和环境系统家庭教授,如DMSE。。他想问的是,我们是否可以使用大量的化学物质,如煤制造实用的设备。他说答案是肯定的。

  例如,事实证明,天然煤品种不需要用硅制造电子设备来净化或精炼一系列电导率,超过7个数量级(1000万)。这意味着为定型煤提供特定组件所需的电力性能。

  格罗斯曼说,一些挑战是如何处理这些材料。为此,凯勒开发了一系列的步骤,将材料粉碎成粉末,并将其放入溶液中。然后将其沉积在基板上的薄均匀薄膜中-这是制造大量电子设备(从晶体管到光伏设备)的必要步骤。

  虽然煤炭已经被广泛使用了几个世纪,但它的大量电子和光学特性从未真正用于先进设备的研究。

  凯勒说,他以前从来没有接触过这种材料。凯勒说,他在DMSE的博士论文中做了大部分工作。找出这些属性是什么可能是独一无二的。为此,他开发了一种制作薄膜的方法,并对其进行了详细的测试,并将其用于制造设备。

  研究小组说,即使是新的细节也只是冰山的一角。所选择的四个品种中只有少数可能存在显著差异。准备和测试样品是材料科学家的一个非同寻常的过程。我们通常希望从零开始准确地结合精确比例的纯材料。Ferralis说它也在DMSE中。然而,在这种情况下,这个过程涉及从这个巨大的材料库中选择所有这些都有不同的变化。

  虽然煤和其他化石燃料一直被用作化工行业的原材料,但它们都是从塑料到染料和溶剂。但传统上,这种材料已经像其他原矿一样被处理:它需要被提炼成基本成分原子或简单的分子,并重新组合以制造所需的材料。使用自然提供的化学物质和它们一样是一种不寻常的新方法。研究人员发现,通过简单地调节煤的加工温度,可以将多种材料的光学和电气特性调整到所需的值。

  团队生产的简单加热装置提供了如何从磨煤到沉积到薄膜,并使其成为功能性电子设备。现在他们说,通过进一步的研究,这扇门可以用于各种潜在的应用。

  Grosman说,新材料的巨大潜在优势在于它的低成本来源于它自己的基本材料,再加上一个简单的解决方案来降低制造成本。例如,与芯片级硅或石墨烯相关的大部分成本是材料的净化。二氧化硅是一种廉价且丰富的硅芯片原料,但电子产品所需高度精炼(通常纯度为9999%或更高)。由于其特性的可调性、高导电性、强度和热稳定性,粉煤在多种应用中具有显著的优点。

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