这是一个由纤维素纳米原纤化纤维新制成的微波硅晶体管。研究人员将它放入木料堆三星期后，芯片在菌类的帮助下部分分解。（图片来源：Jung-Hun Seo, Shaoqin Gong and Zhenqiang Ma/美国威斯康辛大学麦迪逊分校）

 不断更新的技术使得便携设备变得越来越便利，并且具有越来越多的新功能。而用户则倾向于经常更新他们的设备。一项来自美国环保局（the U.S. Environmental Protection Agency，EPA）的报告指出，每年有1.52亿移动设备被丢弃，但其中只有10%被回收起来。这些废弃设备消耗了大量的自然资源，因此产生了无数由昂贵且不可生物降解的材料制成的垃圾。

 目前，为了缓解废弃电子设备对环境造成的负担，美国威斯康辛大学麦迪逊分校（University of Wisconsin-Madison）的研究人员提出了一种新方案。他们证实，用一种半透明的柔性基底制作微波薄膜晶体管是可行的。这种基底由纤维素纳米原纤化纤维（cellulose nanofibrillated fiber，CNF）制成，可生物降解。这项成果开启了未来环保便携电子设备研制的新方向。

 研究人员在一篇论文中介绍了这种可生物降解的设备。这篇论文于本周发表在《应用物理学快报》（ the Applied Physics Letters）。

  “我们发现，纤维素纳米原纤化纤维制成的晶体管和硅晶体管一样具有良好的性能。”研究团队的领导人ZhenqiangMa说。同时，他还是威斯康辛大学麦迪逊分校的一名电子与计算机工程教授，“如果你把生物晶体管放在树林里，真菌会很快把它们分解掉。它们像植物肥料一样很环保。”

 如今，大部分便携电子设备都由不可再生、不可生物降解的材料制成，如高纯度硅晶片，不仅价格高昂，硬度也很高。但在未来，纤维素纳米原纤化纤维膜将可能取代硅晶片，作为环保、低能耗便携设备中电子器件的基底。

 纤维素纳米原纤化纤维是一种由木材制成的半透明纳米材料，它很牢固，并且可以持续地获得。相比于塑料等其它聚合物，这种木制纳米材料不会被环境排斥，而且具有更低的热膨胀系数。也就是说，温度的改变不会影响它的形状。这些良好的特性使纤维素纳米原纤化纤维成为绿色便携设备原料的杰出候选者。

 为了制造高性能的设备，Ma的团队采用硅纳米薄膜作为晶体管的活性物质。他们将块状晶体制成超薄膜，然后转移并粘在纤维素纳米原纤化纤维基底上，以制作可生物降解的半透明柔性硅晶体管。

 但要用于制作便携设备，晶体管还必须能在微波频率下运作。研究人员为此进行了一系列实验，其中包括测定伏安特性来研究设备的性能。最终，实验显示，比起现有的半导体晶体管，可生物降解的晶体管在微波频率下运行的性能更好。

 Ma说：“用户频繁更新便携设备的举动对环境造成了压力，而可生物降解的电子设备为此提供了新的解决方法。我们有理由期待，未来的电子芯片和便携设备将会更加环保和便宜。”

 Ma和他的同事接下来打算基于可生物降解晶体管研发更多的复杂电路系统。

 新闻来源：http://www.sciencedaily.com/releases/2015/06/150630121206.htm