塔夫茨大學研究人員開發(fā)出一種由亞麻纖維制成的晶體管
美國塔夫茨大學官網近日發(fā)布公告稱,該校研究人員開發(fā)出一種由亞麻纖維制成的晶體管,利用這些晶體管制成的全柔性電子器件可編織成織物佩戴在皮膚上,甚至(理論上)可通過外科手術植入體內進行診斷監(jiān)測。相關成果發(fā)表于《美國化學會—應用材料與界面》雜志。
![]() ![]() 研究人員表示,新設計的晶體管可制成簡單的、基于纖維的邏輯電路和集成電路。這些電路將取代目前眾多柔性電子器件中最后剩余的剛性組件,與基于纖維的傳感器結合使用,可創(chuàng)建出全柔性多路復用設備。這種全柔性電子器件可實現(xiàn)適應不同形狀的各種應用,并允許自由移動而不影響功能。 目前大多數(shù)柔性電子器件通過將金屬和半導體圖案化為可彎曲的“波浪”結構或使用導電聚合物等自柔性材料來實現(xiàn)靈活性,以與嵌入它們的生物組織(皮膚、心臟甚至腦組織)相適應。 實驗中,研究人員利用基于纖維的晶體管創(chuàng)建了一個簡單的小型集成電路,并將其連接到基于纖維的傳感器陣列,監(jiān)測了多個部位的鈉和銨離子(心血管健康、肝臟和腎臟功能的重要生物標志物)濃度變化。 本研究中的一項重要創(chuàng)新是使用注入電解質的凝膠作為纖維周圍的材料并連接到柵極線。凝膠由二氧化硅納米粒子組成,其可自組裝成網絡結構。電解質凝膠可通過浸漬涂布或快速擦拭輕松地沉積在纖維上。與用作經典晶體管中柵極材料的固態(tài)氧化物或聚合物相比,電解質凝膠在拉伸或彎曲下具有彈性。 研究人員表示,與基于聚合物和其他柔性材料的電子產品相比,基于纖維的電子產品具有出色的靈活性、材料多樣性以及無需潔凈室即可生產的能力。未來,基于纖維的電子診斷器件可做到非常薄、柔軟和柔韌,足以與其測量的生物組織無縫集成,從而使病人幾乎注意不到。 關鍵詞: 晶體管
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