最近有很多网友都十分关心通信ic电子器件上用到的高分子材料是什么这个问题。还有一部分人想知道。对此，碳百科准备了相关的攻略，希望能为你解除疑惑。
近年来，纳米纤维素作为一种新兴的胶体，已发展成为一个庞大的家族，并因其良好的性能而受到越来越多的关注。它代表了电子产品中无处不在的功能，因为根据原理不同的组件可以扩展到能源、照明管理、晶体管和生物传感器到信息技术。在这几十年里，有许多与纳米纤维素的一些附加属性相关的显著现象、效应和性能，使电子性能越来越好。随着纳米技术的快速发展和社会的需要，对这一重要的纳米材料进行表征，制造出越来越多的新型电子器件已成为亟待解决的问题。本文综述了纳米纤维素对纳米电子器件的贡献，总结了利用纳米纤维素作为器件元件的各种方法，并指出了纳米纤维素的特性。在器件方面，对固态电子器件、光电子器件和柔性/可穿戴电子器件的最新进展进行了分类。重点总结和分析了纳米纤维素的固有电结构、介电结构和电子结构以及与器件性能相关的特性，认为这有助于为今后的器件提供判断标准。
将纳米纤维素材料和性能集成到电子器件中的想法，并在这篇综述中重点介绍了电子器件的结构制造
CNS、CNC、CNF和BC的微观结构表征
大块纳米纤维素悬浮液通过溶剂铸造将大块纳米纤维素悬浮液转化为预制基板的过程
纳米纤维素在超级电容器中作为电极骨架或隔膜
非对称超级电容器(ASC)器件的电化学性能
纳米纤维素基柔性高导电薄膜及其在超级电容器中的应用
纳米纸电子技术流程图，展示了纳米纤维素对电子技术的各种影响。
a) GN、GN/BCN、BCN薄膜中纯乙醇与纯水的接触角。b)接触角测量参数说明。c) cos θ与表面张力γLG的函数关系。d)各种液体在固体样品上的扩散系数(GN/BCN, GN, BCN)随乙醇浓度的变化。e,f)机制II解释了液体的电离。g,h)机制I解释了GN/BCN传感器器件中BCNs润湿引起的电阻变化。
a)微纳结构成型方法的制造工艺示意图。b)原纤维素和tempo氧化纤维素或纳米纤维的热重分析
纳米纤维素是一种很有前途的制备可再生和可生物降解电子器件的材料，已成为开发下一代“绿色”柔性电子器件的热门研究课题，揭示了许多普通纸张所不具备的特性和性能。[223]在过去的五年中，纳米纤维素技术取得了很大的进展，主要表现在:1)新型纳米纤维素的开发和应用，如纤维素纳米球，具有优异的性能和应用价值;2)各种最先进的电子器件已被证明使用纯或复合材料作为关键部件，具有相应的有利效果;3)纳米纤维素在器件性能方面所带来的一些不利的本征特性已被揭示，因此必须对其进行更多的研究，以满足高端电子器件的要求。
在这篇综述中，对于最先进的电子器件部件，相关器件逻辑上分为六类，并举例说明:1)光电子器件(LED，太阳能电池，光电探测器)，2)可穿戴电子器件(传感器/筛网)，3)固态电子器件(超级电容器，薄膜晶体管)。我们讨论了纳米纤维素基材料的一种或多种关键特性，但并不局限于它们的组合，即:1)纳米纸的介电和压电特性赋予了它们重要的结构成分(如柔性衬底、隔板、凝胶电解质)。2)结合高透射率和高光学雾霾，可以制成高性价比、环保的纸基增透涂料，尤其适用于光伏和oled。3)丰富的分子内和分子间氢键使纤维素具有良好的柔性和韧性的机械性能，使其成为传感器、太阳能电池、TENGs和场效应晶体管(FET)器件中柔性基材的有竞争力的候选者。4)由于其固有的介孔结构，纸张是一种很好的电解质遏制和控制储能器件中离子扩散的候选材料。
选择最合适的纳米纤维素构建块来制造电子器件的基板也是至关重要的。从我们在该领域的经验和综述结果来看，对于可穿戴设备而言，纳米纤维素基板材料在用于皮肤电子设备时应具有优异的柔韧性和透气性。对于储能器件而言，纳米纤维素基板应具有优异的光学性能和环境友好性。对于植入式器件，纳米纤维素衬底材料在心脏、大脑和血管等动态表面应用时，应具有低表面粗糙度、优异的柔韧性、良好的弹性和良好的水中稳定性。目前，透明导电材料的成功沉积，包括锡掺杂氧化铟、碳纳米管和银纳米线，应被考虑在下游电子产品的广泛其他应用中实现工业化，如显示器、触摸屏、汽车、太阳能电池和人机界面。
然而，在纳米纤维素集成器件的加工和使用过程中，仍有一些报告或未报告的挑战需要指出:
1)电子领域的热管理;传统高分子材料的散热性差也是纳米纤维素不可避免的问题。例如，塑料衬底的热导率≈0.27 W mK−1，纳米纤维素衬底的热导率为0.04 W mK−1;有必要在衬底中包括散热成分，使其成为良好的热导体，从而在器件中产生的热量使器件更热稳定，如He等人所讨论的;
2)吸湿性较高;即使是纳米纤维素，无论是CNC、CNF还是bc基的薄膜，很少有人承认这些薄膜基的电子产品没有机会接触任何水。雨后谁还能使用一块几十纳米厚的TFT器件?纳米纤维素/纤维素的吸湿特性是最基本的科学问题。尽管表面修饰得到了发展，并有助于改善疏水性，但表面/界面性质诱导的聚集成为非常精细的电子器件的另一个问题。
3)热性能不稳定;必须提到的是，CNF纳米纸是最常见和最常用的纳米纸。由tempo氧化CNFs制成的纳米纤维素薄膜具有最佳的光学和机械性能以及最小的表面粗糙度，是学术界广泛应用于电子应用的纳米纤维素基衬底。然而，tempo氧化CNFs的热稳定性差和脱水速度慢是制备价格合理且热稳定的电子纳米纤维素基薄膜的两个主要瓶颈。
4)缺乏经济的生产工艺，材料成本高;例如，在1%的固体浓度下，它的售价为每500毫升≈100美元，这意味着它只卖5克纳米纤维素100美元。它几乎是黄金价格的一半。我们的目标是制造绿色和非常有用的纳米纤维素，用于重要的应用;然而，随着更多纳米纤维素闪闪发光的时刻的出现，这种情况将得到改善。
以下是本文认为纳米纤维素电子学和未来相关应用的未来发展重点。需要一种新的不引起纳米纤维素聚集的化学储存和运输方法，以取代现有的低含量纳米纤维素分散储存方法，从而更好地与具有纳米效应的电子部件集成;有效改善纳米纤维素材料的疏水性、湿氧阻隔性和水汽阻隔性，扩大其在高湿环境中的应用范围;未来的努力应该集中在开发先进和新颖的纳米纤维素在真正的关键器件组件中，以构建集成多种功能和能力的新一代电子产品。
综上所述，本文还讨论了纳米纤维素作为一种新兴材料的性能和电子性能。我们评估了近年来的进展，列出了当前研究中遇到的挑战，并强调了未来的研究机会，使可调的高性能纳米结构材料应用于工程和技术科学。本文的特点是，不同于以往传统的基于纸张的电子产品，或在电子设备中的特定应用，我们通过回顾大多数相关设备，研究了这些快速发展的纳米颗粒在光电子、可穿戴电子和固态电子方面的整体情况。列举了纳米纤维素所带来的量子限制效应和配体效应，并讨论了其他大大提高电子性能的方法。这篇综述提供了一个考虑更好的电子产品的标准。我们相信它促进了材料科学中新材料的研究和开发，提高微电子器件的性能，并将材料科学与其他领域相结合。
论文信息
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202213820
通讯作者：香港城大Jr-Hau He，华南师大Xuezhu Xu
小编有话说：本文仅作科研人员学术交流，不作任何商业活动。由于小编才疏学浅，不科学之处欢迎批评。如有其他问题请随时联系小编。欢迎关注，点赞，转发，欢迎互设白名单。投稿、荐稿：polyenergy@163.com
微信扫一扫
