在國家碳達峰、碳中和目標任務下，基于可再生的新型材料在電子科技領域的替代應用，將有效推動電子產業綠色發展，大范圍替代當前諸如塑料等污染且難以降解的材料。在2022廣東省半導體產業技術峰會上，中國科學院院士、南方科技大學講席教授、中國科學技術大學杰出講席教授俞書宏以“可持續新材料的創制與應用”為主題，分享了以生物質加工為納米纖維素材料，比如半導體芯片材料，替代當前難以降解的塑料污染材料，助力實現國家碳達峰、碳中和目標。

　　中國科學院院士、南方科技大學講席教授、中國科學技術大學杰出講席教授俞書宏

　　俞書宏院士表示，材料的創新是促進人類社會發展核心的動力，其創新跟制造業的發展息息相關，“哪怕是一個最基礎原材料的進步都會影響傳統產業，也給高新技術產業發展和傳統產業提升帶來契機。”他也指出，新材料是現代科學技術發展的物質基礎，其產業特點：一是技術壁壘高，研發難度大；二是依賴產業鏈上下游企業的緊密合作；三是穩定性強、持續性強；四是企業遷移率低，有利于產業集群穩定發展；五是對解決“卡脖子”問題至關重要。

　　他表示，以我們最常見的材料塑料來說，其經過多年的發展，在人類生產、生活各個領域得到廣泛應用，但這種難以降解的污染材料對人類社會發展與環境保護帶來了巨大的危害。“人類使用的塑料制品，不經處理隨意排放，嚴重威脅海洋生物的生存，造成了日益嚴重的環境危害！塑料微粒、塑料纖維（微塑料）尤其令人擔憂，最終可能出現在各種大小的海洋生物中，包括我們吃掉的海洋生物，比如貽貝、魚類等。”

　　為了應對這種污染危機，2021年政府工作報告中在當年重點工作進行了對碳達峰、碳中和的具體闡述。俞書宏院士認為，生物通過光合作用轉換空氣的CO2，通過將這些生物質加工為材料，以實現碳的長期固定，助力國家碳達峰、碳中和目標。而基于可再生生物質原料，創制替代塑料的新材料，是解決塑料污染的關鍵途徑。

　　俞書宏院士經過十多年的研究工作，利用各種生物質、廢棄的生物質提取成高質量納米纖維素，它具有結構設計、性能優異、成本可控、高長徑比、高結晶度、無毒、低成本、大規模等諸多特點。他首先介紹了納米纖維素基特種工程結構材料。比如，輕質高強韌納米纖維素仿生結構材料，利用微生物合成納米纖維素，以天然納米纖維素為原料，大規模制備工程結構材料；重量極輕，密度僅為鋁合金的一半，鋼的六分之一；可加工性好，加工成各種精密零件。新型高性能工程結構材料從納米纖維素到工程材料，熱膨脹率、比強度、比沖擊韌性等綜合性能優于工程塑料、合金及陶瓷，被稱之為繼工程塑料、合金和陶瓷后的“第四類結構材料”。

　　在納米纖維素基電子器件基底材料上，他也介紹，納米纖維素基工程結構材料，力學與熱學綜合性能均遠優于工程塑料，是一種綠色環保的工程塑料替代品，可以大規模制備、色彩可調控、可加工性能好，是高端精密電子器件的理想結構材料。他表示，隨著5G技術的普及應用，高端精密電子器件將對材料要求更高，需具有優異且穩定的機械性能、較低的熱膨脹系數、良好的熱傳導、散熱能力，而基于納米纖維素基的電子器件結構件、輕量化材料將滿足其要求。

　　而納米纖維素基透明薄膜不僅可大規模制備，而且力學性能優異，可折疊，具有突出的光管理性能，可自然降解，還可折疊成各種形狀 無明顯損傷，優異的可降解性能自然條件下2個月內即可實現完全降解。俞書宏院士表示，該透明薄膜可以突破傳統柔性顯示基底膜的瓶頸，滿足高性能折疊屏對透明膜材料的極為苛刻要求，比如高頻率刮擦、隔水隔氧封裝、十萬次以上的彎折。同時，透明柔性電子材料可以滿足多色顯示電致變色顯示器件的設計與應用。

　　2022廣東省半導體產業技術峰會錄播

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