为了寻找新的替代材料,美国麻省理工学院(MIT)材料科学与工程系(DMSE)的研究人员以一种全新的观点,利用煤作为打造电子组件的主要材料,从而赋予煤炭原材料全新价值。LGZesmc
在将这种材料经过处理成为薄膜后,MIT博士候选人Brent Keller Jeffrey与其他研究人员共同研究这种原材料的特性,而不只是考虑将这种材料用于石化燃料,或作为石化工业的煤原材料来源。LGZesmc
研究人员们发展出一连串的步骤,将煤材料磨成粉末,置于溶液中,然后在基板上均匀地沈积出薄膜,以用于制造电子组件并进行表征。
为了展示这种传统的低技术材料具备广泛的潜在应用,MIT的研究人员们成功地制造出一款简单的电子加热装置,可用于为车窗或飞机机翼除霜,或作为生物医学植入物的一部份。LGZesmc
在开发这项最初应用时,研究人员们首次为四种不同种类的煤薄膜材料详细描绘了化学、电子与光学特性,这四种煤包括无烟煤(anthracite)、褐煤 (lignite)、烟煤(bituminous)与次烟煤(sub-bituminous)等。这项研究成果已经发表于最新一期的《纳米通讯》 (NanoLetters)期刊中。
研究人员利用未精炼的研磨煤炭开发出一款简单的加热装置(图左),当放置在红外光下,可显示由该装置产生的热(图右)(来源:MIT)LGZesmc
研究人员们采用天然产生的煤炭类型,完成这项任务,而不必净化或精炼,就能制造电子装置。研究人员表示,不同的煤可能会有横跨7个幅度的导电率范围,表示特定类型的煤可能原本就具有某种组件所需要的导电率。研究人员还发现,简单地调整煤进行处理时的温度,就能准确地调谐材料的光学与电子特性至所需的值。LGZesmc
该团队开发这款简单加热装置作为“原则验证”——针对如何使用这种材料提供端对端的展示,从研磨煤炭到沈积为薄膜,以及使其得以制造于功能性的电子装置中。研究人员表示,目前已经可为广泛的各种潜在应用以及未来更深入的研究开启了一扇门。LGZesmc