电子芯片

对人类来说，掌握一种新材料通常能带来重大的技术创新，从而改变人们的日常生活。比如，我们可以把当前的时代定义为“硅的时代”，因为超纯硅的发展使电子、计算、电信和纳米技术得以发展，而手机、银行卡和电脑中的电子芯片等都是由纯度达99.999999%的硅制成的！

芯片用硅

纯度在99%的纯硅是通过在高温下对二氧化硅进行化学处理得到的。由于其纯度不足以用于电子产品，因此必须通过进一步的化学处理进行提纯。最后阶段是使用一个小的硅晶体颗粒，利用一根棒子将其浸入液态硅中，然后缓慢地向上拉动棒子，颗粒周围开始结晶。最后，我们就能得到超纯的硅。我们将它切割成晶圆后，就可以在上面刻上电子芯片了。

较高的生产成本

从绿色化学的角度来看，超纯硅的生产带来了以下几个问题：

·在能源方面，用沙子提炼超纯硅的能源成本很高。生产1千克的硅片需要耗费2933千瓦·时的电力。相比之下，住在独栋别墅的四口之家每年才会消耗大约4500千瓦·时的电力！

·在化学品消耗方面，每生产1千克高纯度硅需要使用280千克的化學品，而且其中许多化学品是有毒的。

·在水的消耗方面：每生产一张手机SIM卡的硅载体，就需要使用18～27升水！

寻找解决方案？

硅的工业加工会消耗大量的能源、水以及有毒化学品。当务之急是找到硅的替代品，因为现代世界已经离不开这种介质了。虽然科学家正在开展大量的研究，但研究成果的说服力都还不够。例如，美国一家计算机公司的研究人员围绕碳纳米管建立了一个电子电路，取代了硅载体。你可以把这些碳纳米管想象成用于在显微镜级别的纸上写字的铅笔芯。虽然目前它们的性能还不足以在不久的将来用于电子设备，但研究人员是要表明，按照绿色化学标准制造的纳米管也许可以成为电子电路的基本组成部分。