NTT和東京大學(xué)產(chǎn)生全球首個(gè)由環(huán)保電路和電池生成的通信信號(hào)

NTT Corporation（總裁兼首席執(zhí)行官：Akira Shimada，簡(jiǎn)稱“NTT”）和東京大學(xué)新領(lǐng)域創(chuàng)成科學(xué)研究科(GSFS)成功利用不含稀有元素和有害物質(zhì)的環(huán)保材料制成的電池和電路生成通信信號(hào)，此舉為全球首創(chuàng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的迅猛發(fā)展，各種類型的物體都在被轉(zhuǎn)化為設(shè)備，來擴(kuò)大它們的服務(wù)和應(yīng)用范圍。然而，仍然存在與被轉(zhuǎn)化為傳感器設(shè)備的消費(fèi)品報(bào)廢有關(guān)的環(huán)境影響方面的擔(dān)憂。為了應(yīng)對(duì)這一問題，NTT正在推動(dòng)研究和開發(fā)使用廢棄后環(huán)境影響低的材料所制造的設(shè)備。

NTT和GSFS正在探索通過消除對(duì)稀有材料和有害物質(zhì)的使用來改進(jìn)環(huán)保型電池。這兩個(gè)組織共同制造了一個(gè)新的概念驗(yàn)證(PoC)傳感器設(shè)備。該設(shè)備由使用有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)的環(huán)保型電路制成，并成功地使用這些類型的可持續(xù)材料生成通信信號(hào)，此舉為世界首創(chuàng)。此項(xiàng)技術(shù)可用于非密封檢測(cè)（如一次性水瓶）中的傳感裝置，用于****片包裝中的傳感裝置來確定病人是否忘記服用處方****，或用于減少氣象觀測(cè)浮標(biāo)的環(huán)境影響（圖1）。

2018年，NTT通過制造和驗(yàn)證“可回歸土壤的電池”（由化肥成分和有機(jī)材料組成），邁出了這一發(fā)展的第一步。然后，合作方采訪了廢物管理領(lǐng)域的專家，以確定應(yīng)選擇哪些材料來實(shí)現(xiàn)低環(huán)境影響。以此為參考，雙方取消使用含有稀有元素（出于對(duì)資源可用性的考慮）和有害物質(zhì)的材料（表1和2）。

利用這些材料，NTT的研究人員與GSFS的Junichi Takeya教授實(shí)驗(yàn)室合作，打造了一個(gè)環(huán)境友好型電路。研究人員共同開發(fā)了一種有機(jī)晶體管制造工藝，其中的所有電極都由碳材料制成（碳電極有機(jī)晶體管），并用于構(gòu)建模擬振蕩電路和帶有CMOS的數(shù)字調(diào)制電路。研究人員打造了一個(gè)三維導(dǎo)電多孔結(jié)構(gòu)，應(yīng)用碳作為電極，并通過電池串聯(lián)來提高電壓。

NTT計(jì)劃繼續(xù)開發(fā)相關(guān)技術(shù)，與外部組織和公司合作，探索“低環(huán)境影響”的特殊用例，并共同實(shí)施新型服務(wù)。

圖1. 環(huán)境友好型電路和電池的假設(shè)應(yīng)用（圖示：美國(guó)商業(yè)資訊）

表1：材料選擇標(biāo)準(zhǔn)（圖示：美國(guó)商業(yè)資訊）

表2：低環(huán)境影響傳感器設(shè)備的組成部分（圖示：美國(guó)商業(yè)資訊）