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本文转自：科技日报全3D打印技术+可降解功能无需半导体材料的电子器件问世【总编辑圈点】科技日报北京10月22日电 （记者张梦然）美国麻省理工学院团队在电子制造领域取得一项重要进展：他们利用全3D打印技术，制作出了不需要半导体材料的有源电子设备器件。
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这一突破性研究发表在新一期《虚拟与物理原型》杂志上，为将来的电子制造开辟了新途径团队使用普通的3D打印机和成本低廉、可生物降解的材料，打印了这些无半导体器件虽然这些器件性能还不足以与传统半导体晶体管相比，但它们已能执行一些基本的控制任务，比如调节电动机的速度。
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这项新技术使用的能量较少，产生的废物也更少，不仅降低了生产成本，还减少了对环境的影响实验过程中，团队发现掺杂铜纳米颗粒的聚合物细丝具有一种特别的现象：当通过大电流时，材料会表现出显著的电阻增加；而一旦停止供电，其电阻又迅速恢复到初始状态。
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这种特性使该材料可被用作开关元件，类似于半导体中的晶体管团队尝试了多种不同掺杂物（包括碳、碳纳米管以及石墨烯）的聚合物细丝，但只有含铜纳米颗粒的细丝展现出了自复位能力基于这种现象，团队认为，电流导致的热效应或使铜粒子扩散开来，增加了电阻；而在冷却后，铜粒子重新聚集，电阻随之降低。
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此外，聚合物基质从结晶态转变为非晶态再转回的过程，也可能对电阻的变化有所贡献利用这一原理，团队开发出一种新型逻辑门，它由铜掺杂聚合物制成的细丝构成，可以通过调整输入电压来控制电阻变化此外，向聚合物细丝中添加其他功能性微粒，还可实现更加复杂多样的应用。
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这一成果展示了未来小型企业自主生产简单智能硬件的可能性逻辑门是数字逻辑电路基本单元，“或”“与”“非”“或非”“与非”，任何复杂的逻辑电路都可由这些逻辑门组成晶体管可以实现对输出电流的开关控制，通过不同电路配置，实现多个逻辑门功能。
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此次，科研团队成功利用全3D打印技术，制作出了不需要半导体材料的有源电子设备组件虽然性能不足以媲美晶体管，但掺杂铜纳米颗粒的聚合物细丝已经具备基本的控制功能，且这种材料成本低、废物少，或能成为晶体管的“平替”。
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