据报道，美国杜克大学（Duke University）的工程师们研发出了世界上第一个完全可回收的印刷电子产品——由3种碳基墨水制成的晶体管，并在制造过程中用水代替了有毒化学品。
通过绕过危险化学品，该项研究为工业界指明了一条可以减少其环境足迹和消除人类健康风险的道路。研究人员希望以此激发新一代可循环利用的电子产品的研发，以帮助解决日益增长的全球电子垃圾问题。研究成果已于近期发表在了《纳米快报》杂志上。
众所周知，制作晶体管和集成电路的原料一般是硅片，很难回收再利用。据联合国估计，每年丢弃的数百万公斤电子产品中，只有不到1/4被回收利用。
在上述最新研究中，研究人员们展示了一种完全可回收的全功能晶体管，它由3种碳基墨水制成，分别是半导体碳纳米管、导电石墨烯和绝缘纳米纤维素。据悉，它们可以轻易打印到纸张或其他柔韧环保材料的表面。
这项研究的负责人、杜克大学电气与计算机工程教授Aaron Franklin说，事实上，这些材料在印刷电子产品领域并不新鲜，开辟可回收利用新途径的是一种名为纳米纤维素的木质绝缘介质墨水。
据了解，纳米纤维素可生物降解，多年来一直用于包装等领域。此次，研究人员开发出一种悬浮纳米纤维素晶体的方法，这种晶体从木材纤维中提取出来，在上面洒上少许食盐，就可以产生一种墨水，作为打印晶体管的绝缘体。
研究人员表示，在制造过程中，只需在室温下将这3种墨水放在喷墨打印机中，最终打印出的全碳晶体管性能良好，可以广泛应用。
不仅如此，还值得注意的，研究人员们指出，印刷过程中使用的碳纳米管和石墨烯几乎100%可以回收和重复使用，而且几乎不会有损它们的性能。
具体而言，将打印出的晶体管浸入一系列水槽中，用声波轻轻震动它们，并对产生的溶液进行离心作用，可依次回收碳纳米管和石墨烯，平均回收率接近100%，还可以在相同的印刷过程中重复使用。
此外，由于纳米纤维素是由木材制成的，所以它可以像纸一样简单地回收或生物降解。虽然这一过程确实需要大量的水，但它并没有像传统制造方法中含有大量有毒化学物质，因此用水量已大大减少。
Franklin表示，尽管像这样的可回收电子产品不可能完全取代芯片，而且当前研究离打印可回收的计算机处理器还很远。但这种完全可回收的多功能印刷晶体管为人类开发出拥有可循环“生命周期”的新型电子产品奠定了基础。
