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用鱼做光电元件?台湾团队开发创新DNA材料

2018-12-14 16:59
来源: 微迷网

用鱼做光电元件?台湾团队开发创新DNA材料

据麦姆斯咨询报道,电子/光电元件使用的薄膜材料可以从鱼的身上取得!台湾清华大学电机系/光电所副教授洪毓珏所率领的团队在科技部(MOST)的补助下,以鱼内脏为原料开发了号称全球首创的“光感DNA纳米复合物技术”,期望在未来能以生质材料催生新一代更具环保概念、廉价的电子/光电元件,在降低电子产业对石化原料的依赖同时也为产业永续发展带来贡献。

洪毓珏表示,萃取动植物的DNA来制作电子/光电元件薄膜材料的想法,是从十年前她自美国返台投入研究时就萌芽,一开始是希望寻找能更进一步提升光电元件效率的材料,又有感于市面上的相关材料以及生产工艺并不符合地球永续发展的趋势,因此想到以自然界各种生物都有、取得也容易的DNA来做为实验题材;她指出,DNA分子具有丰富的理化特性,相关技术在纳米与生化等领域的发展已经成熟、有广泛的应用,DNA材料也被证实能有助于光电元件转换效率的提升,再加上环保、低成本、低能耗等优势,颇具发展潜力。

萃取DNA的过程也不复杂,可能是许多人在中、小学生时代就曾经亲自动手做过的实验,所需的工具设备或原料都不难取得。洪毓珏的团队是选择了在市场上能以低廉价格取得的鱼类内脏,如鱼卵以及鱼膘作为生物DNA萃取来源,“我们当初的考量只是原料的容易取得性以及成本,其实无论是採用任何一种鱼类或其他动植物、甚至生物组织废弃物都可以;”该团队以均质化、去杂质、醇类沉淀等技术萃取DNA,并已经研发出一系列新型界面活性剂改质DNA分子、以及创新的工艺技术,能应用于制造有机光电材料、纳米至微米等级光学薄膜与光电元件,还有感测及发光元件。

用鱼做光电元件?台湾团队开发创新DNA材料

用鱼膘萃取出的DNA原料能成为光电元件薄膜材料

洪毓珏指出,以该研究团队的实验为例,每一份生物原料大约能萃取出约10%的DNA材料、如100公克能提炼出大约1公克,而“大多数光电元件需要的薄膜材料量非常小、可能只有几毫克;”再加上目前高分子聚合物、金属薄膜材料制造过程会产生毒性,或者需要在真空状态下进行,DNA薄膜则能采用传统旋转涂布工艺在室温下完成,因此无论在降低成本与工艺能耗等方面都具备优势。洪毓珏的团队开发之技术已经取得美国与台湾专利,并吸引英国剑桥大学、美国空军实验室等国际研究团队主动合作交流;同时其创新研究成果也获得国际知名学术期刊如《Applied Physics Letters》(APL)、《IEEE Spectrum》等收录。

接下来研究团队期望能在产业界寻找对此DNA材料有兴趣的厂商,合作针对目标应用最佳化工艺,最终实现该种材料的真正商业化。洪毓珏表示,发展生质材料已经是全球趋势,虽然仍在研发阶段但已经小有成绩的DNA材料,需要引进更多跨领域的资源、与产业界结合,才能扩大其影响力、发挥最大效益。台湾拥有完整的电子供应链,若能抢得先机投入前瞻技术的深度研发,将会是产业升级、取得国际竞争力的重要关键!

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