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有机电化学晶体管仿生运用研讨获开展
信息来源:来源:开云体育最新平台 作者:开云体育全站手机版时间:2024-05-17 03:10:31

  仿生器材经过结合对生物体的模仿和研讨,推动了智能电子的开展,而智能电子的物体辨认才能是替代人类感官的一个重要选项,这使其可以与实际国际进行交互感知。 但现在用于辨认物体的技能受限于高的操作电压、杂乱的外围电路,且大多依赖于电子传输, 这与生物体内神经递质以离子运送的方法不兼容。

  有机电化学晶体管是一类具有宽广运用远景的有机晶体管,其沟道与电解质直接触摸,并经过离子掺杂和去掺杂的方法调理沟道电导。该特性使其可以作为低作业电压( 1 V)的传感信号放大器,而且离子-电子相互作用使其可作为生物学和电子学之间的交互接口。因而,运用电化学晶体管开发低功耗、多感知和生物兼容的仿生体系是一种可行的计划。

  近来,中国科学院院士、中国科学院化学研讨所有机固体院要点实验室研讨员刘云圻团队在低压仿生器材范畴打开立异探究并获得重要开展。研讨人员初次提出了根据全聚合物电化学晶体管的触觉/味觉离电感受器(图1A)。该传感器每层均由聚合物资料组成,具有很高的生物相容性和柔性。得益于固有的离电特性,其作业电压仅为0.1 V,比报导的人工感知受体器材低1到2个量级。一起,单个器材就可以精确地辨认由人类触觉和味觉体系感知的多种方针物体,而无需杂乱的外围电路(图1B)。此外电化学晶体管的低器材密度阻止了它的进一步运用。为了处理这个问题,研讨人员运用172 nm准分子紫外光刻技能将器材图画化,聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)作为器材的源极、漏极、栅极和活性层,终究成功制备出沟道长度为2 μm、器材密度达104167个/cm2,成品率为97%的晶体管柔性阵列(图1C),器材密度比其他报导值高出1–5个数量级。相关研讨成果近期宣布在《先进资料》(Advanced Materials)上。

  A.生物感知受体和电化学晶体管离子传输示意图;B.物体辨认示意图及信号输出;C.准分子紫外光刻制备高密度器材阵列。

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