通过不同处理方法显著改变木质素的电性能：探索其潜在应用与机制

来自 实验室仪器网

一项新的研究表明，木质素的提取方式极大地改变了其电行为。研究人员已经证明了这种行为对于构建可持续电子设备的重要性。

该研究发表在《物理材料杂志》上，调查了不同的提取过程和形态如何影响木质素的电行为。木质素是最丰富的天然生物聚合物之一，通常被认为是造纸和生物质工业中的废物。然而，越来越多的科学家将这种材料视为电子应用的可持续候选材料。

研究人员评估了三种类型的木质素：两种来自牛革纸浆，经过不同的后处理，称为L1和L2，另一种是通过氨催化的水乙醇有机溶解方法从Cynaracardunculus中提取的，标记为L3。

木质素天然富含芳环和官能团，包括醇类、酚类、醚类和羧酸类。这些化学特性赋予了该材料固有的介电、电容和氧化还原特性，使其在有机场效应晶体管、电阻开关存储器和储能系统等电子元件中的应用具有吸引力。

虽然牛角纸木质素通常用于此类情况，但它通常含有残留蛋白质或灰分等杂质。然而，有机溶剂衍生的木质素尽管其通常具有更高的纯度和更好的有机溶剂溶解度，但在电子应用中的探索较少。

该团队进行了一系列结构和电气表征，以评估三种木质素之间的差异。L1和L2来自商业级牛皮纸木质素，L1经过酸性后处理，L2在碱性条件下处理。L3是在实验室中使用脱脂蒸汽爆炸的cardoon作为原料，以乙醇和10%氨水溶液作为提取介质生产的。

元素分析测定了碳、氢、氮和硫的含量，而凝胶渗透色谱法则用于测量分子量分布。

使用磷-31核磁共振波谱和CDCl进行化学结构分析3溶剂，ATR-FTIR光谱，范围为4000至650厘米-1，以及使用乙醇-氨溶剂混合物进行紫外/可见光谱。

为了进行电气测试，研究人员制备了每种木质素每毫升10毫克的悬浮液，然后将其滴铸到具有钛金交叉电极的玻璃基板上。这些电极包括90对手指，每对手指宽10微米，间距10微米。使用连接到半导体表征系统的探针站在受控压力下进行电气测量。

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