大阪大学 蟹壳衍生的纳米碳材料，用于光电和能量储存，以实现可持续电子技术(荣誉:大阪大学) 随着全球对电子设备的需求持续增长，用于生产电子设备的有限资源(如金属和化石燃料)也面临着压力
为了提供可再生的替代品，大阪大学的研究人员开发了一种用于电子应用的纳米碳材料，该材料由蟹壳中提取的甲壳质制成
他们的发现发表在《材料化学杂志》上
纳米碳材料在电子器件中显示出巨大的应用前景
特别地，那些具有多孔三维(3D)结构的为电荷以及电解质和反应物的传输提供了有效的网络
通过这些网络的流动可以通过添加不同原子(如氮)形式的缺陷(称为缺陷)来进一步改善
使用合成聚合物和生物质来制备具有缺陷的三维多孔纳米碳的努力已经导致了有效的传感、能量存储和电催化材料
然而，其中许多是由不可再生资源制成的，或者需要多个步骤来准备网络并引入缺陷
因此，研究人员通过甲壳素纳米纤维纸的简单热解——或热分解——开发了3D多孔缺陷纳米碳材料
甲壳质是一种生物聚合物，是甲壳类动物外壳的主要成分
因为甲壳素的结构中含有氮原子，所以它本身就是缺陷的来源，不需要掺杂步骤
“通过在不同温度下热解甲壳素纳米纤维纸，我们能够控制最终纳米碳材料的各种性能，”该研究的第一作者朱绿汀说
“孔隙结构、比表面积和电阻率都随热解温度而变化，这为我们提供了一种针对特定应用调整材料的有效方法
" 热解的甲壳素纳米纤维纸被成功地用作光传感器——当暴露在光线下时表现出较低的电阻
它们也被证明是有效的超级电容器电极(能在电场中储存电荷的电子元件)，比迄今报道的许多其他纳米碳材料具有更高的比电容，表明它们在能量储存中的应用潜力
“为了将实验室的发现转化为在现实世界中产生重大影响的产品，简化流程非常重要，这就是为什么我们对简单的热解处理感到兴奋，”该研究的相应作者Hirotaka阿桔解释道
“此外，我们成功利用了一种通常被视为废品的可再生资源，这证明了可持续电子产品的可行性
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