天涯社区

• 木材由来、电気絶縁性のナノセルロースをナノ半导体に変换することに成功
• 目的や用途に応じて、电気特性と3顿构造を広范かつ系统的にカスタマイズ可能。ウェアラブルセンサやバイオ燃料电池発电用途における有用性も実証
• 全て木材由来、持続可能なエレクトロニクスに向けた端绪を拓く成果として期待

　大阪大学产业科学研究所の古贺大尚准教授、东京大学大学院工学系研究科の长岛一树准教授、高桥纲己特任准教授、九州大学大学院総合理工学研究院の末松昂一助教、冈山大学异分野融合先端研究コアの仁科勇太研究教授らの研究グループは、木材由来のナノセルロース^※1を用いて、电気特性と3顿构造を幅広く制御できるナノ半导体の创出に成功しました。
　环境调和型の次世代エレクトロニクスに向け、持続可能な电子デバイスの开発が希求されています。古贺准教授らの研究グループは、持続可能な生物资源、木材ナノセルロース由来の纸「ナノペーパー^※2」を用いて、纸の电子ペーパーや生分解性ペーパーメモリといった环境调和型の电子デバイスを世界に先駆けて开発してきました。しかし、ナノペーパーは电気を通さない完全な絶縁体であったため、これまでは主に基材としての利用にとどまっており、电子デバイスとして动作させるためには枯渇性资源由来の半导体^※3が不可欠でした。
　今回の研究では、ナノペーパーによる纸ならではの3顿构造设计技术、および、段阶的炭化^※4?形态保持炭化技术を駆使し、絶縁体～準导体まで系统的な电気特性制御が可能、かつ、ナノ～マイクロ～マクロのトランススケールで3顿构造制御が可能な新奇ナノ半导体を得ることに成功しました（図1）。これにより、目的や用途に応じた电子机能や3顿构造のカスタマイズが可能になり、全て木材由来の电子デバイスを作製することも梦ではなくなります。持続可能なグリーン?エレクトロニクスの実现に向けた道を拓く成果として期待されます。

　本研究成果は、米国科学誌「ACS Nano」に、4月27日(水)午前0時（日本時間）に公開されました。

※１　ナノセルロース：树木细胞壁から抽出できる非常に细いナノ繊维で、セルロースナノファイバーとも呼ばれます。軽量、高强度、高耐热、高透明かつ持続生产可能なナノ材料として注目を集めており、工场での量产や実用化も进んでいます。

※２　ナノペーパー：ナノセルロースを用いて作られる纸。エレクトロニクス分野においては、フレキシブル性や生分解性を有する电子デバイス基材として注目を集めています。

※３　半导体：自身の电気特性を制御可能で、电子デバイスの动作に不可欠な电子材料です。现代のエレクトロニクスを支える重要な役割を果たしています。

※４　炭化：高温処理によって有机物质が热分解し、炭素に富んだ物质に変化すること。本研究では、温度制御による段阶的炭化処理により、ナノセルロースの分子构造を细かく変化させることで、広范かつ系统的な电気特性制御を実现しています。

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掲載誌：「ACS Nano」（オンライン）

タイトル：“”

著者名：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

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