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        首款網(wǎng)格結(jié)構(gòu)納米電子皮膚面世

        2022-12-05 01:25:19
        河南科技 2022年20期
        關(guān)鍵詞:透氣性晶體管網(wǎng)格

        韓國大邱慶北科學(xué)技術(shù)院(DGIST)研究團隊成功開發(fā)出了世界上第一個納米結(jié)構(gòu)電子皮膚設(shè)備(有機場效應(yīng)晶體管)。這種電子皮膚設(shè)備包含一個納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可長時間測量和處理生物信號,且不會讓佩戴者感覺不適。這一成果標志著科學(xué)家們向電子皮膚設(shè)備集成系統(tǒng)邁進了一大步。相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《高級功能材料》雜志。

        電子皮膚是指貼在皮膚上的電子可穿戴設(shè)備,用于收集溫度、心率、肌電圖和血壓等生物信號,并傳輸數(shù)據(jù)。為了使用實時醫(yī)療系統(tǒng)準確測量生理信號,需要一種能夠連接到光滑且不斷移動的皮膚表面的軟性傳感器。因此,目前大多數(shù)用于皮膚表面的電子設(shè)備都使用塑料和橡膠等表面平坦的基材制造而成。

        這種基質(zhì)材料雖然表面平坦,但透水透氣性都較差,長期附著在皮膚上可能導(dǎo)致意外疾病,如過敏、代謝紊亂等。因此,與生物組織接觸的電子設(shè)備必須擁有高滲透性,才能確保長期使用。鑒于此,以聚合物納米纖維為基礎(chǔ)的、擁有良好透氣性的納米網(wǎng)格器件的相關(guān)研究一直備受關(guān)注。然而,由于表面粗糙、缺乏機械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,科學(xué)家們很難制造出納米網(wǎng)格晶體管。

        在本研究中,DGIST團隊使用聚氯代對二甲苯作為生物相容性涂層,解決了這些問題,成功開發(fā)出了全球首款可應(yīng)用于電子皮膚設(shè)備的超薄透氣納米有機場效應(yīng)晶體管(OFET)。

        這種超薄納米網(wǎng)格OFET幾乎不會給用戶帶來任何不適,并且可以與各種傳感器相結(jié)合。而且,新設(shè)備即使折疊、彎曲,或是在高濕度等惡劣環(huán)境下,都不會導(dǎo)致性能受損。

        研究人員表示,他們首次成功開發(fā)出納米網(wǎng)格有機場效應(yīng)晶體管,晶體管的開發(fā)對于構(gòu)建復(fù)雜電路至關(guān)重要,有了它,就可以長期實時測量并處理生理數(shù)據(jù)。

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