無需半導體材料的電子器件問世

據了解，團隊使用普通的3D打印機和成本低廉、可生物降解的材料，打印了這些無半導體器件。雖然這些器件性能還不足以與傳統半導體晶體管相比，但它們已能執行一些基本的控制任務，比如調節電動機的速度。這項新技術使用的能量較少，產生的廢物也更少，不僅降低了生產成本，還減少了對環境的影響。

實驗過程中，團隊發現摻雜銅納米顆粒的聚合物細絲具有一種特別的現象：當通過大電流時，材料會表現出顯著的電阻增加；而一旦停止供電，其電阻又迅速恢復到初始狀態。這種特性使該材料可被用作開關元件，類似于半導體中的晶體管。團隊嘗試了多種不同摻雜物(包括碳、碳納米管以及石墨烯)的聚合物細絲，但只有含銅納米顆粒的細絲展現出了自復位能力。

基于這種現象，團隊認為，電流導致的熱效應或使銅粒子擴散開來，增加了電阻；而在冷卻后，銅粒子重新聚集，電阻隨之降低。此外，聚合物基質從結晶態轉變為非晶態再轉回的過程，也可能對電阻的變化有所貢獻。利用這一原理，團隊開發出一種新型邏輯門，它由銅摻雜聚合物制成的細絲構成，可以通過調整輸入電壓來控制電阻變化。

此外，向聚合物細絲中添加其他功能性微粒，還可實現更加復雜多樣的應用。這一成果展示了未來小型企業自主生產簡單智能硬件的可能性。