得益于纳米纤维素纸半导体，电子产品可以在树上生长

具有三维网络结构的半导体纳米材料具有高表面积和大量孔隙，这使得它们非常适合吸附、分离和传感等应用。

然而，同时控制电学性质和创造有用的微观和宏观结构，同时实现出色的功能和最终用途的多功能性，仍然具有挑战性。

大阪大学的研究人员与东京大学、九州大学和冈山大学合作，开发了一种纳米纤维素纸半导体，提供了3D结构的纳米-微观-宏观跨尺度的可设计性和电性能的广泛可调性。

纤维素是一种天然的、易于从木材中提取的原料。纤维素纳米纤维(纳米纤维素)可以制成具有标准A4纸尺寸的柔性纳米纤维素纸(纳米纸)。纳米纸不导电;然而，加热可以引入导电特性。不幸的是，暴露在高温下也会破坏纳米结构。

研究人员设计了一种处理过程，可以在不破坏纸张从纳米到宏观结构的情况下加热纳米纸。

研究作者Hirotaka Koga说:“纳米纸半导体的一个重要特性是可调性，因为这使得设备可以为特定的应用而设计。”“我们使用了碘处理，这对保护纳米纸的纳米结构非常有效。将其与空间控制干燥相结合，意味着热解处理不会从根本上改变设计的结构，而所选的温度可以用来控制电学性质。”

研究人员使用折纸(折纸)和kirigami(剪纸)技术在宏观层面上为纳米纸的灵活性提供了有趣的例子。小鸟和盒子被折叠起来，苹果和雪花等形状被打孔，激光切割出更复杂的结构。这证明了可能的细节水平，以及缺乏热处理造成的损害。

成功的应用实例表明，将纳米纸半导体传感器集成到可穿戴设备中，以检测呼出的水分突破口罩和皮肤上的水分。纳米纸半导体还被用作葡萄糖生物燃料电池的电极，产生的能量点亮了一个小灯泡。

“我们能够展示的结构维护和可调性对于将纳米材料转化为实用设备是非常令人鼓舞的，”副教授Koga说。

“我们相信，我们的方法将为完全由植物材料制成的可持续电子产品的下一步奠定基础。”

该研究文章“具有3D网络结构的纳米纤维素纸半导体及其纳米-微观-宏观跨尺度设计”已发表在《中国科学》杂志上ACS Nano杂志．