美科学家用煤炭研发电子元件

作者：刘园园文章来源：科技日报发布时间：2016-04-22

麻省理工学院科研人员认为，煤炭具有特殊的分子结构，可以作为制造太阳能板、电池或电子设备的基本材料。应该换一个角度看待煤炭了，而不是将其作为燃料付之一炬。

为了展示这种传统上被视为低技术的材料具有广阔的高科技应用前景，该校材料科学与工程系研究人员杰弗里·格罗斯曼与其他同事成功地用煤炭研制出一种电加热装置。这种装置可用于汽车玻璃和飞机机翼的除霜，或者作为生物医学植入物的一部分。

天然煤炭的种类众多，而且它们之间的导电性能最多相差1000万倍。这意味着，如果提供足够多种类的煤炭，科研人员可以利用它们的电子特性制造出独特的电子元件。

但这项工作的挑战之一在于如何对煤炭进行加工。经过探索，研究人员设计出一种方法：先把煤炭研制成粉末，然后将其放到溶液中溶解，最后使其沉淀在基片上并形成薄膜。利用这种方法，他们深入地对煤炭薄膜进行了测试并用来制造电子原件。研究人员发现，通过调整对煤炭进行加工时的温度，可以改变煤炭薄膜的光学和电子特性并达到他们想要的效果。在发表于《纳米快报》期刊的研究报告中，他们还首次详细介绍了4种不同的煤炭(无烟煤炭、褐煤炭和两种烟煤炭) 薄膜的化学、电子和光学特性。

科研人员表示，从煤炭的天然化学特性这一角度对其进行应用具有广阔的前景。一是它们在自然界含量丰富，比较廉价;二是加工过程简单，成本较低。与之相比，电子芯片的重要材料——硅虽然在自然界中含量也很丰富，但它需要提纯到99.99%以上才能用于电子产品。

美国坦普尔大学机械工程学副教授任申强评价说，新的研究有助加深人们对天然煤炭应用潜能的理解，它意味着直接从天然煤炭中开发碳纳米材料的重大进展。