Giờ đây, các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Wisconsin-Madison đã tìm ra giải pháp mới để giảm bớt gánh nặng môi trường do thiết bị điện tử thải loại. Theo đó, các bóng bán dẫn màng mỏng phân hủy sinh học vi sóng đã được chế tạo từ gỗ giá rẻ gọi là sợi nano xenlulô (CNF). Nghiên cứu mở đường cho việc chế tạo các thiết bị điện tử di động giá rẻ trong tương lai.

Zhenqiang Ma, trưởng nhóm nghiên cứu và là Giáo sư kỹ thuật điện và máy tính cho biết: Bóng bán dẫn được làm từ sợi nano xenlulô đạt hiệu suất cao như các bóng bán dẫn silico thường và còn dễ phân hủy sinh học.

Hiện nay, phần lớn các thiết bị điện tử di động được chế tạo từ vật liệu không phân hủy sinh học, không tái tạo như các tấm bán dẫn silicon là chất nền có độ tinh khiết cao, đắt tiền và cứng ngắc, nhưng các màng sợi nano xenlulô có tiềm năng thay thế tấm bán dẫn silicon trong các thiết bị di động giá rẻ và thân thiện với môi trường trong tương lai.

Sợi nano xenlulô là vật liệu nano bền, dai và trong suốt được làm từ gỗ. So với các loại polime khác như nhựa, vật liệu nano từ gỗ tương thích sinh học và có hệ số giãn nở nhiệt tương đối thấp, nghĩa là vật liệu sẽ không biến dạng khi nhiệt độ thay đổi. Những đặc tính này làm cho sợi nano xenlulô trở thành ứng cử viên xuất sắc cho việc chế tạo thiết bị điện tử di động.

Để cho ra đời các thiết bị hiệu suất cao, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các màng sợi nano silicon làm vật liệu hoạt tính trong bóng bán dẫn - các tấm màng siêu mỏng hơn cả sợi tóc người, được tách từ khối lượng lớn tinh thể, sau đó được chuyển đổi và dán lên chất nền sợi nano xenlulô để tạo ra bóng bán dẫn silicon dẻo, phân hủy sinh học và trong suốt.

Ngoài ra, bóng bán dẫn phân hủy sinh học cần hoạt động ở tần số vi sóng, phạm vi hoạt động của hầu hết các thiết bị không dây. Do đó, các nhà nghiên cứu đã tiến hành một chuỗi thử nghiệm như đo đặc tính dòng điện áp để nghiên cứu tính năng hoạt động của thiết bị và đã cuối cùng đã chứng minh bóng bán dẫn phân hủy sinh học có khả năng hoạt động ở phạm vi tần số vi sóng cao sánh ngang bóng bán dẫn hiện có.

Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ phát triển hệ thống mạch phức tạp hơn dựa vào bóng bán dẫn phân hủy sinh học