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斯坦福大学化学工程教授鲍振安最近开发了一种可拉伸晶体管。即使它被拉伸到原来长度的两倍,它的电导率也只会略有下降。现有的硬穿戴电子产品有望变得像人类皮肤一样柔软有弹性,甚至成为人体的功能性“第二皮肤”。相关的研究结果发表在最新一期的《科学》杂志上。
该论文的合著者、斯坦福大学化学工程系的博士后徐杰和王思宏在接受《科学日报》采访时表示,设计一种能够在拉伸时保持导电性的晶体管非常困难。他们巧妙地设计了一种溶液涂布法,将半导体聚合物限制在由橡胶聚合物包裹的纳米纤维中,从而制备出弹性半导体薄膜。测试表明,当薄膜拉伸到其原始长度的两倍时,薄膜的电导率仅下降6%,经过100次拉伸循环后,薄膜中没有出现明显的裂纹。由薄膜和作为电极的碳纳米管制成的可拉伸晶体管可以附着到人手的手指关节的皮肤上,并且当手指来回弯曲时,晶体管的导电性保持稳定。
研究人员告诉记者,由于可拉伸晶体管具有与人类皮肤相同的机械性能,未来可穿戴电子产品将能够符合皮肤。除了减少佩戴时的不适感外,还能更准确地实时监测脉搏、血压、体温等人体信号,从而成为人体功能性的“第二皮肤”。在医疗领域,可植入医疗装置可以制成柔软和有弹性的,从而大大减少对人体的侵入性损伤和各向异性反应,同时显著增加生物信号采集和原位治疗的位点密度和准确性。(记者蒋敬)