신재료: 일본 연구원들이 나노 셀룰로오스 종이 반도체를 개발했다

 

일본 연구진은 3D 구조의 나노-미크론-거시적 척도 설계 가능성과 전기 성능의 광범위한 조절성을 보여주는 나노셀룰로오스 종이반도체를 개발했다.연구 결과는 미국 화학학회 핵심 저널'ACS 나노'에 며칠 전 발표됐다.

3D 네트워크 구조를 가진 반도체 나노 재료는 고표면적과 대량의 틈을 가지고 있어 흡착, 분리, 감지와 관련된 응용에 매우 적합하다.그러나 전기 특성을 제어하고 유용한 미시적, 거시적 구조를 창조하며 뛰어난 기능과 최종 용도의 다기능성을 실현하는 것은 여전히 도전적이다.

섬유소는 목재에서 유래한 천연적이고 쉽게 구할 수 있는 재료다.셀룰로오스 나노섬유(나노셀룰로오스)는 표준 A4 용지와 비슷한 크기의 유연한 나노셀룰로오스 용지(나노셀룰로오스) 조각재를 만들 수 있다.나노 종이는 전기를 전도하지 않지만 가열하면 전기 전도 특성을 도입할 수 있다.그러나 이런 수열은 나노 구조를 파괴할 수도 있다.

오사카대학 연구원들은 도쿄대학, 규슈대학, 강산대학과 협력하여 나노지를 가열할 수 있고 나노미터에서 거시적 척도까지의 종이 구조를 파괴하지 않도록 처리 공정을 설계했다.

나노종이 반도체의 중요한 특성 중 하나는 조절성이다. 왜냐하면 이것은 특정 응용을 위해 설계를 전개할 수 있기 때문이다.요오드 처리는 나노종이를 보호하는 나노 구조에 매우 효과적이라고 연구저자인 구샤보룬 부교수는 설명했다.이를 공간 제어의 건조와 결합시키는 것은 열분해 처리가 설계의 구조를 현저하게 바꾸지 않을 뿐만 아니라 선택한 온도로 전기 성능을 제어할 수 있음을 의미한다.

연구원들은 종이접기와 전지 기술을 사용하여 나노지의 거시적인 측면에서의 유연성을 제공한다.그들은 새와 상자를 접어 사과와 눈꽃 등의 모양을 만들어 내고 레이저 절단을 통해 더욱 복잡한 구조를 만들어 낸다.이것은 새로운 공예가 도달할 수 있는 세부 수준과 열처리가 손상을 입지 않았다는 것을 증명했다.

성공적으로 응용된 예는 나노종이 반도체 센서가 착용 가능한 장치에 결합해 마스크를 뚫고 내뿜는 수분과 피부의 수분을 측정하는 것이다.나노종이 반도체도 글루코스 바이오연료 전지의 전극으로 쓰이며 발생하는 에너지가 작은 전구를 밝힌다.

고하 보론은 나노 재료를 실제 설비로 바꾸는 구조적 유지와 조정성이 고무적이며 식물 재료로 완전히 만들어진 지속가능한 전자 제품의 다음 발전에 기반을 다졌다고 말했다.