NIKKEI——日本经济新闻中文版

　　日本大阪大学的准教授古贺大尚等人成功利用源自木材的“纤维素纳米纤维（CNF）”制造出半导体。研究团队进行了改进，利用高温加热让这种材料实现通电。电子电路是手机及个人电脑的心脏，研究团队找到了利用可被自然界分解的材料制造电子电路的方法。该研究可能有助于减少在发展中国家等造成环境问题的含有铜和铅的废弃物。目标是5～10年后实现实用化。

　　这是日本大阪大学、东京大学、九州大学、冈山大学的共同研究成果，已发表在了美国的科学杂志上。纤维素纳米纤维是把纸浆等粉碎到纳米尺寸的纤维。这种材料即使燃烧也不会实际排放二氧化碳，还容易分解。  

　　研究团队此前利用这种材料开发了电子纸、存储器、电子电路基板等。再加上半导体，实现电子电路的主要要素均由木材制造。

　　在手机及个人电脑普及的背景下，铜、铅、塑料等来自电子产品的废弃物（电子垃圾）不断增加。预计2030年全球的产生量将超过7千万吨。不仅是有害金属可能会危害人类和动物的健康，塑料粉碎后也会成为残留在鱼体内等的微塑料。如果利用木材可以制造电子电路和零部件，有助于解决电子垃圾问题。

　　此次，大阪大学等的研究团队发现，把直径约20纳米的纤维素纳米纤维加热到摄氏300～1100度之后，导电性会发生变化。纤维素纳米纤维原本是不导电的绝缘体，但提高加热温度后，就会形成新的碳结构体，从而转换成半导体。电阻率最小为100分之1Ω.cm，接近于可以导电的导体。如果以更高的温度进行处理，还能制作出导体。     

在口罩上安装了利用源自木材的半导体制造的传感器，用来检测飞沫（日本大阪大学提供）

　　但如果只是单纯加热纤维素纳米纤维，就会发生燃烧。于是研究团队通过通入氮气去除了氧气，防止燃烧。为了保持容易损坏的纤维的微细结构，还进行了改进，通过加入碘气，从纤维中去除了氢原子。

　　为了验证开发出来的半导体的性能，研究团队制作了用来检测水分等附着状态的传感器。安装在口罩上之后，电阻值会随着呼吸发生变化，从而可检测出飞沫泄露。把这种半导体嵌入使用葡萄糖的燃料电池中进行实验的结果显示，可以有效取出电子，提高发电性能。

　　目前的加工精度为0.1毫米左右，如果提升微细加工技术水平，还有可能应用于CPU等集成电路。由于纤维素纳米纤维价格昂贵，研究团队的目标是使用间伐材等未被利用的木材、纸张、杂草等来制作半导体，以此降低成本。

　　日本经济新闻（中文版：日经中文网） 草盐拓郎