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【新材料】老树开新花,煤炭迎来第二春:美科学家用其研发电子产品
梅西 2016-04-21
导语

煤炭一直被视为低技术的材料,然而,如今美科学家发现了煤炭还具有广阔的高科技应用前景。

煤炭一直以来被认为是传统地,低技术的材料,然而如今美国科学家研究发现煤炭还具有广阔的高科技应用前景。美国麻省理工学院材料科学与工程系研究人员杰弗里·格罗斯曼与其他同事成功地用煤炭研制出一种电加热装置。这种装置可用于汽车玻璃和飞机机翼的除霜,或者作为生物医学植入物的一部分。

为,煤炭具有特殊的分子结构,可以作为制造太阳能板、电池或电子设备的基本材料。应该换一个角度看待煤炭了,而不是将其作为燃料付之一炬。

天然煤炭的种类众多,而且它们之间的导电性能最多相差1000万倍。这意味着,如果提供足够多种类的煤炭,科研人员可以利用它们的电子特性制造出独特的电子元件。

这项工作的挑战之一在于如何对煤炭进行加工。经过探索,研究人员设计出一种方法:先把煤炭研制成粉末,然后将其放到溶液中溶解,最后使其沉淀在基 片上并形成薄膜。利用这种方法,他们深入地对煤炭薄膜进行了测试并用来制造电子原件。研究人员发现,通过调整对煤炭进行加工的温度,可以改变煤炭薄膜的 光学和电子特性并达到他们想要的效果。在发表于《纳米快报》期刊的研究报告中,他们还首次详细介绍了4种不同的煤炭(无烟煤炭、褐煤炭和两种烟煤炭)薄膜的化学、电子和光学特性。

科研人员表示,从煤炭的天然化学特性这一角度对其进行应用具有广阔的前景。一是它们在自然界含量丰富,比较廉价;二是加工过程简单,成本较低。与之相比,电子芯片的重要材料——硅虽然在自然界中含量也很丰富,但它需要提纯到99.99%以上才能用于电子产品。

美国坦普尔大学机械工程学副教授任申强评价说,新的研究有助加深人们对天然煤炭应用潜能的理解,它意味着直接从天然煤炭中开发碳纳米材料的重大进展

文章链接:

Brent D. Keller, et al. "Rethinking Coal: Thin Films of Solution Processed Natural Carbon Nanoparticles for Electronic Devices," Nano Lett., March 31, 2016, DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04735

(本文参考自:科技日报)

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作者 梅西

本科生

北京工业大学

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  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
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