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日本学者研究用细菌回收半导体材料

2021/12/14

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半导体

  从废旧电子产品及家电中提取有用金属进行再利用的“城市矿山”已经被很多人认知。如果微生物担当起更多的回收任务,或许可以更加顺利地进行再利用。日本广岛大学等正在推进一项研究,让细菌收集海洋和工厂污水中大量含有的半导体材料,用其合成元件。如果2050年前后相关技术能够确立,也有避免半导体不足的可能性。

 

   

      “能收集光通信激光器等使用的高性能半导体材料”,广岛大学的富永依里子准教授和冈村好子教授等人发现,在日本海域采集的“Marichromatium属”细菌具有收集镓、铟等珍贵半导体材料的习性。据悉这种细菌会把收集到的材料以块状形式排出体外。如果把这种细菌放入使用镓等的工厂的污水中,将会自动回收这些材料,污水将变成新的矿山。

       

  据称,这种细菌不仅可以回收材料,还有望担负起提高半导体性能所需要的结晶化和薄膜化工作。在电子显微镜下观察细菌排出的材料时发现,大部分区域呈现出原子无规律聚集的结构,但部分区域则形成了原子有规律聚集的晶体结构。

    

  半导体的结晶化和薄膜化工序一般在高温环境中使用专用设备等来实施,需要耗费大量能源。如果细菌能够代替设备完成这些工序,将有助于节约大量能源,对脱碳化作出贡献。富永准教授表示,“今后将详细分析结晶化的过程是如何发生的”。

   

     

  生物在身体内侧和外侧形成矿物的现象叫做“生物矿化”。典型的例子是牙齿、骨头及贝壳等。模仿这种机制生产有用的零部件等的研究一直被推进。除了镓、铟等金属外,细菌还有望回收多种矿物。

      

  日本石油天然气金属矿物资源机构(JOGMEC)2021年8月表示,使用“铁氧化细菌”和“硫酸还原菌”去除矿山废水中所含的铁、锌、铅等的为期一年的实验取得成功。

       

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