杜克大學開發可完全回收再利用之印刷電子技術

 

刊登日期:2021/7/16
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美國杜克大學(Duke University)開發了一項世界首例可以完全回收再利用的印刷電子元件,將可望有助於削減電子機器廢棄物。杜克大學利用可簡單印刷於紙或環境友善素材表面的3種碳基油墨,開發了可回收且發揮機能性之電晶體(Transistor)。奈米碳管與石墨烯分別應用於半導體與導電體,但這些素材在印刷電子領域並非嶄新的技術應用。

實現印刷電子元件可完全回收的關鍵在於杜克大學開發了木材由來之奈米纖維素絕緣性油墨。具體來說,是開發了在木質纖維抽取出的奈米纖維素結晶中,散佈少量食鹽使其懸浮的方法,進而製作出可做為印刷電晶體絕緣體發揮機能性的油墨。使用3種油墨的電晶體,印刷後經過9個月仍能充分發揮機能。

研究團隊也展示了如何回收的方法。將電晶體沉浸於水槽中,利用聲波使其產生振動。取得之溶液透過離心分離的方式回收奈米碳管與石墨烯,平均產收率接近100%。回收得到的材料可再利用於同樣的印刷製程,而使用再生材料的元件性能與再生前相比幾乎沒有降低。此外,由於奈米纖維素係以木材為原料,故可與印刷使用的紙一起回收。

研究團隊表示,雖然新開發的可回收再利用元件無法取代目前既有廣泛使用中的技術或裝置,但此新素材及其機能性已經過實證,期此成果能為今後電子機器的生命週期規劃帶來新方向。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/210608_fully_recyclable.html
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