中美学者成功制备出透明可弯曲纳米纸有机晶体管

据新华社电 同济大学日前透露，该校材料科学与工程学院黄佳教授领衔的研究小组与美方研究人员合作，以“ 纳米纸”为衬底，成功制备出全透明、可弯曲、可降解的半导体器件，这一成果向“ 纸质电子产品”迈出了重要一步。

由国家“ 青年千人计划”入选者黄佳教授、美国马里兰大学材料科学与工程系Hu Liangbing 教授等共同完成的研究论文《全透明可弯曲纳米纸晶体管》在线发表于国际纳米科学技术领域权威期刊《ACS Nano》杂志。“ 透明化、可弯曲，是电子产品未来发展的两个重要方向。我们这一研究成果最大的创新点，是将全透明、可弯曲、可降解这几大功能和特性同时整合在一个器件上。”黄佳教授介绍说，如果将电子产品做在塑料上，虽然可弯曲也透明，但无法降解，最终会产生出大量的电子垃圾；而要把电子产品做在纸张上，则对技术和制备工艺提出了挑战。

普通纸张纤维粗，透光但不透明；且表面粗糙，凹凸不平，要在它上面制备半导体层，不仅很难形成完整、连续、均匀的膜，而且还容易导致晶体管漏电。研究团队将普通造纸所用的木浆纤维，经特殊处理使其尺度达到纳米量级。制作出来的“ 纳米纸”可有效减少对光的吸收和散射，不仅变得透明，而且表面如塑料一般光滑，为接下来在它上面制备性能优良的晶体管奠定了基础。以这一新型“ 纳米纸”为衬底材料，研究人员在它上面一层层制备出由碳纳米管、绝缘层、有机半导体组成的透明度高达84%、可弯曲的晶体管。实际的性能测试表明，即便将整个器件以3.5 毫米的半径弯曲起来时，它上面的透明晶体管仍能保持优良的工作性能。

“‘可溶性’即可溶于有机溶剂，是有机半导体材料的一大优点，这也使得通过全打印方式来制备器件成为可能，将大大降低电子产品的成本。”黄佳教授设想，在不久的将来，人们能利用可再生资源印刷出透明可弯曲的电子设备，类似电影《哈利波特》中“ 魔法报纸”的纸质电子产品就会出现。从理论上说，这将是迈向环保纸质电子产品的第一步。此外，这一成果在柔性电子器件等其他领域也有用武之地。

来源：中国质量报

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