冈山大学

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木材由来、电气特性和3D构造的定制纳米半导体的创造——实现可持续电子学的道路——

April 27, 2022

大阪大学
东京大学
九州大学
冈山大学


【研究成果要点】

  • 成功将木材由来的电绝缘纳米纤维素转换成纳米半导体
  • 根据目的和用途,可广泛且系统地定制电气特性和3D结构。也证实了在可穿戴传感器和生物燃料电池发电用途中的有用性
  • 期待可作为开拓全部木材由来、可持续电子产品线索的成果

【概要】

大阪大学产业科学研究所的古贺大尚副教授、东京大学研究生院工学系研究科的长岛一树副教授、高桥纲己特任副教授、九州大学研究生院综合理工学研究院的末松昂一助教、冈山大学异领域融合尖端研究中心的仁科勇太研究教授等研究小组,成功地利用木材由来纳米纤维素,创造出了能够广泛控制电气特性和3D构造的纳米半导体。
面向环境和谐型的下一代电子产品,希望开发可持续的电子设备。古贺副教授等研究小组,使用可持续的生物资源,木材纳米纤维素由来的纸“纳米纸”,在世界范围内率先开发出了纸的电子纸和生分解性纸存储器等环境和谐型电子设备。但是,因为纳米纸是不导电的完全绝缘体,所以到现在为止主要停留在作为基材的利用上,为了使之作为电子设备工作,枯竭性资源由来的半导体是不可缺少的。
本次的研究,利用纳米纸特有的3D结构设计技术,以及阶段性的碳化、形态保持碳化技术,成功地获得了能够对绝缘体~准导体进行系统性的电气特性控制,而且,成功地获得了可以通过纳米~微~宏的变压器来控制3D结构的新型纳米半导体。这样一来,就可以根据目的和用途定制电子功能和3D结构,制作全部由木材制成的电子设备也不再是梦想。期待可作为开拓可持续绿色电子产品的实现道路成果。


■特记事项
本研究成果于2022年4月27日(星期三)午夜0点(日本时间)在美国科学杂志《ACS Nano》(在线)刊登。
题目:“Nanocellulose Paper Semiconductor with a 3D Network Structure and Its Nano–Micro–Macro Trans-Scale Design”
作者:Hirotaka Koga, Kazuki Nagashima, Koichi Suematsu, Tsunaki Takahashi, Luting Zhu, Daiki Fukushima, Yintong Huang, Ryo Nakagawa, Jiangyang Liu, Kojiro Uetani, Masaya Nogi, Takeshi Yanagida, Yuta Nishina

另外,本研究在包括了JST创新性研究支援事业(JPMJFR2003)、JST先驱(JPMJPR19J7)、JST CREST(JPMJCR18R3)、JSPS科研费“基础研究B”(JP18H02256)、“新学术领域研究(水层功能材料)”(20H05224)、物质·设备领域共同研究据点:在连接人·环境和物质的创新创造动态联盟的共同研究“CORE实验室”(20186002)、日本国际奖平成纪念研究助成、MEXT纳米技术平台事业(JPMXP09S21OS0029)的支持下进行。

<详细发表内容>
https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r4/press20220427-1.pdf

<关于研究>
大阪大学 产业科学研究所 副教授 古贺 大尚
TEL:06-6879-8442  FAX:06-6879-8444

<关于新闻>
大阪大学 产业科学研究所 宣传室
TEL:06-6879-8524  FAX:06-6879-8524
东京大学 研究生院工学系研究科 宣传室
TEL:03-5841-0235
九州大学 宣传室
TEL:092-802-2130
冈山大学 总务・企划部 宣传课
TEL:086-251-7292
科学技术振兴机构 宣传课
TEL:03-5214-8404  FAX:03-5214-8432

<JST创新性研究支援事业相关>
科学技术振兴机构 战略研究推進部 创新性研究支援事业推进室
担当:中神 雄一
TEL:03-5214-7276  FAX:03-6268-9413

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