Полупроводниковые наноматериалы с трехмерными сетчатыми структурами имеют большую площадь поверхности и множество пор, что позволяет использовать их при решении задач, связанных с адсорбцией, разделением материалов и различными измерениями. Однако управление электрическими свойствами с одновременным сохранением нужной функциональности и универсальности по-прежнему остается довольно сложной задачей.
Японским исследователям удалось создать полупроводник из наноцеллюлозной бумаги, позволяющий проектировать трехмерные структуры с возможностью настройки их электрических свойств. Полученные результаты были опубликованы в журнале ACS Nano.
В качестве материала использовались древесина и целлюлозные нановолокна, из которых изготавливались листы нанобумаги стандартного формата А4. Нанобумага не проводит электрический ток, однако при нагревании ее проводящие свойства меняются. Вместе с тем воздействие тепла может привести к разрушению наноструктуры, поэтому в первую очередь требовалось найти решение, не повреждающее структуры бумаги. Сохранять наноструктуру, управляя ее электрическими свойствами, помогла обработка йодом в сочетании с пространственно управляемой сушкой.
.jpg)
Примерами практического применения достигнутых результатов стали полупроводниковые датчики из нанобумаги, которые встраивались в носимые устройства для обнаружения влаги, проникающей при выдохе через лицевые маски, и влаги, скапливающейся на коже. Полупроводник на основе нанобумаги использовался также в качестве электрода в биотопливной глюкозной ячейке, энергия которой служила источником питания для маленькой лампочки.
Исследователи полагают, что в перспективе такой подход станет основой для создания экологически чистой электроники, полностью изготовленной из растительных материалов.
.jpg)