随着人们在生活中使用越来越多新的电子产品，很多旧的或坏的设备被丢弃。据联合国估测，每年被丢弃的数百万英镑的电子产品中，只有不到四分之一被回收利用。随着全球5G 设备的升级和物联网的不断发展，这个问题将会变得更严重。

电子设备常常难以回收利用。一些大型工厂雇用了数百名工人来拆解笨重的设备，还要经过金属沉积等步骤进行回收。但是，尽管金、铜、铝和钢的废料可以回收，但是设备中的硅半导体芯片却不能。

为了解决这个问题，杜克大学的工程师们开发出了世界上第一个完全可回收的印刷电子产品——由三种碳基墨水制成的晶体管，研究人员希望能够推进新一代可回收电子产品的发展，帮助对抗全球电子垃圾的日益增长。

杜克大学电子与计算机工程系艾伦 · 富兰克林(Aaron Franklin)教授说：“基于硅的电子元件可能永远不会消失，我们并不指望我们这种容易回收的电子产品能取代已经广泛使用的技术和设备。但我们希望，创造新的、完全可回收的、易于印刷的电子产品，并展示它们的能力，让这些电子产品可能会在未来中得到广泛应用。”

塑联网据悉，在这项新的研究中，富兰克林和他的研究团队展示了一种完全可回收的、功能完备的晶体管，这种晶体管是由三种碳基墨水制成，可以很容易地印刷到纸张或其他柔韧的环境友好的材料表面上。碳纳米管和石墨烯墨水分别用于半导体和导体对于印刷电子产品来说并不新鲜，但是一种叫做纳米纤维素的木材绝缘油墨，开辟了可回收利用的道路。

纳米纤维素是可生物降解的，已经在包装等领域中使用了很多年。尽管人们早就知道它在电子产品中有作为绝缘体的潜力，但没有人知道如何将其用于印刷油墨中。这是使设备变得完全可回收的关键之一。研究人员开发了一种从木材纤维中提取悬浮纳米纤维素晶体的方法。然后只需在提取出的纳米纤维素中撒上少量食盐，就可以制成墨水，来印刷晶体管电路。测试表明，该墨水作为绝缘体的性能十分优越。

研究人员在室温下往喷墨式打印机中填充了他们研发的三种墨水，即碳纳米管、石墨烯、纳米纤维素，打印出了全碳基晶体管。结果表明他们的全碳基晶体管性能良好，可以用于各种各样的场景，甚至在打印后六个月也可以正常使用。

然后，研究人员展示了他们的设计可回收性能有多好。将碳纳米管和石墨烯浸泡在某种溶液中，用声波轻轻地震动它们，墨水将会破碎到溶液中，然后将产生的溶液进行离心处理，碳纳米管和石墨烯以接近100%的平均产率得到回收。这两种材料可以重复印刷，只失去很少的性能。由于纳米纤维素是由木材制成的，所以它可以随着印刷纸一起回收利用。

与电阻器或电容器相比，晶体管是一种相对复杂的计算机元件，用于功率控制或逻辑电路和各种传感器。通过首先演示一个完全可回收的多功能印刷晶体管，他希望朝着商业化应用于简单设备的技术迈出第一步。例如，富兰克林说，他可以想象这项技术被用于大型建筑，需要数千个简单的环境传感器来监测其能源使用情况，或者定制用于跟踪医疗状况的生物传感补丁。

富兰克林说: “像这样的可回收电子产品，离印刷可回收电脑处理器还差得很远。无法取代整个价值5000亿美元的硅半导体产业。但是，展示这些可回收新材料及其功能，有望成为新型电子产品生命周期正确方向上的一块垫脚石。”

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