美國密蘇里大學(xué)(University of Missouri;UM)的研究人員最近利用屏幕顯示器中的有機(jī)成份，開發(fā)出生物可分解的電子產(chǎn)品。藉由研究人員所取得的突破性進(jìn)展，有朝一日可望真的協(xié)助減少全球垃圾掩埋場的電子廢棄物。

根據(jù)一項統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，美國人平均每22個月更換一支新手機(jī)，過程中每年約棄置1.5億支手機(jī);這一事實更加凸顯了問題的嚴(yán)重性。世界衛(wèi)生組織(WHO)的報告中指出，在回收與處理所有的電子廢棄物時，即使是輕微地接觸到電子組件，也可能導(dǎo)致重大的健康風(fēng)險。

“當(dāng)今的手機(jī)和電子產(chǎn)品都無法生物分解，因而在被丟棄時造成明顯的浪費，”密蘇里大學(xué)物理與天文系教授Suchismita Guha指出，“研究人員的新發(fā)現(xiàn)最先在有機(jī)電子組件中制造出可生物分解的活性層，這意味著，原則上，我們最終能夠?qū)崿F(xiàn)完全的生物可分解性。”

Suchismita Guha與研究生Soma Khanra共同合作，并且巴西ABC聯(lián)邦大學(xué)(UFABC)研究團(tuán)隊的協(xié)助下，開發(fā)出可用于照亮手持設(shè)備屏幕的有機(jī)結(jié)構(gòu)。利用肽或蛋白質(zhì)結(jié)合藍(lán)光聚合物，研究人員展示這些微型結(jié)構(gòu)能夠成功地用于顯示器中。

“這些肽可自組裝成理想的納米結(jié)構(gòu)或納米管，而且，對我們來說，主要的目標(biāo)是用這些納米管作為其他材料的模板，”Guha說：“藉由結(jié)合有機(jī)半導(dǎo)體與納米材料，我們能夠打造出顯示器所需的藍(lán)光。然而，為了能制造出可用于手機(jī)或其他顯示器可用的屏幕，我們還必須能夠成功地以紅色與綠色發(fā)光聚合物展現(xiàn)類似的結(jié)果。”

圖中顯示肽納米管上聚合物分布的模擬圖，以及納米復(fù)合材料的電子顯微影像

Source：Suchi Guha, University of Missouri

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，使用肽納米結(jié)構(gòu)，能夠讓研究人員們減少使用聚合物，但又能夠制造相同的藍(lán)光，這就意味著這種納米復(fù)合材料能夠達(dá)到將近85%的生物分解性。

“利用100%可降轉(zhuǎn)的肽納米結(jié)構(gòu)，可為聚合物活性層創(chuàng)造出模板，從而讓我們能夠了解電子組件本身可以是更可以分解的，”Guha說：“這項研究可說是跨出了第一步，也是使用這種生物學(xué)來改善電子組件的首次展示。”

這項主題為“自組裝肽聚合物納米復(fù)合材料的生物分解有機(jī)電子”研究，最近發(fā)表在《先進(jìn)材料接口》(Advanced Materials Interfaces)期刊中。美國國家科學(xué)基金會(NSF)與巴西國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展委員會(CNPq)共同贊助了這項研究。

密蘇里大學(xué)顯微鏡核人研究設(shè)施(Microscopy Core Research Facility)暨生物化學(xué)助理研究教授Tommi White與Thomas Lam的協(xié)助，也促成了項研究。其他相關(guān)研究人員還包括UFABC超分子化學(xué)教授Wendel A. Alves與Thiago Cipriano，以及巴西圣保羅聯(lián)邦大學(xué)(Federal University of So Paulo)物理學(xué)教授Eudes E. Fileti等人。