麻省理工学院3D打印技术突破，无半导体有源电子设备器件问世

美国麻省理工学院的一支科研团队在电子制造领域取得了重大突破，他们利用全3D打印技术，成功制作出了一种无需半导体材料的有源电子设备器件。这一研究成果不仅为未来的电子制造开辟了新的途径，还预示着智能硬件生产方式的变革。

据悉，该团队使用普通的3D打印机和成本低廉、可生物降解的材料，成功打印出了这些无半导体器件。尽管这些器件的性能目前还无法与传统半导体晶体管相媲美，但它们已经能够执行一些基本的控制任务，如调节电动机的速度等。这一新技术的最大亮点在于其能耗低、废物产生少，不仅显著降低了生产成本，还减少了对环境的影响。

在实验过程中，团队发现了一种掺杂铜纳米颗粒的聚合物细丝具有独特的电学特性。当通过大电流时，这种材料会表现出显著的电阻增加；而一旦停止供电，其电阻又能迅速恢复到初始状态。这种特性使得该材料可以被用作开关元件，其功能类似于半导体中的晶体管。团队尝试了多种不同掺杂物（包括碳、碳纳米管以及石墨烯）的聚合物细丝，但唯有含铜纳米颗粒的细丝展现出了这种自复位能力。

科研团队进一步推测，这种电阻变化的现象可能与电流导致的热效应有关。当电流通过时，热效应可能使铜粒子在聚合物中扩散开来，从而增加了电阻；而在冷却后，铜粒子重新聚集，电阻也随之降低。此外，聚合物基质从结晶态转变为非晶态再转回的过程，也可能对电阻的变化起到了贡献作用。

基于这一发现，团队开发出了一种新型逻辑门。这种逻辑门由铜掺杂聚合物制成的细丝构成，可以通过调整输入电压来控制电阻的变化，从而实现逻辑门的功能。这一成果不仅展示了3D打印技术在电子制造领域的巨大潜力，还为未来的智能硬件生产提供了新的思路。