找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 341|回复: 0

[材料资讯] 刘云圻课题组在有机电化学晶体管仿生应用方面取得新进展

[复制链接]

134

主题

152

帖子

216

积分

中级会员

Rank: 3Rank: 3

积分
216
发表于 2023-5-11 09:14:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
仿生器件通过结合对生物体的模拟和研究,推动了智能电子的发展,而智能电子的物体识别能力是取代人类感官的一个重要选项,这使其能够与现实世界进行交互感知。但目前用于识别物体的技术受限于高的操作电压、复杂的外围电路,且大多依赖于电子传输, 这与生物体内神经递质以离子运输的形式不兼容。
  有机电化学晶体管是一类具有广阔应用前景的有机晶体管,其沟道与电解质直接接触,并通过离子掺杂和去掺杂的方式调节沟道电导。该特性使其能够作为低工作电压(< 1 V)的传感信号放大器,并且离子–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。因此,利用电化学晶体管开发低功耗、多感知和生物兼容的仿生系统是一种可行的方案。
  在科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的支持下,化学所有机固体院重点实验室刘云圻课题组在低压仿生器件领域展开创新探索并取得重要进展。

晶体管离子

晶体管离子
图 A)生物感知受体和电化学晶体管离子传输示意图。B)物体识别示意图及信号输出。C)准分子紫外光刻制备高密度器件阵列。
  他们首次提出了基于全聚合物电化学晶体管的触觉/味觉离电感受器(如图1A所示)。该传感器每层均由聚合物材料组成,具有很高的生物相容性和柔性。得益于固有的离电特性,其工作电压仅为0.1 V,比报道的人工感知受体器件低1到2个量级。同时,单个器件就可以准确地识别由人类触觉和味觉系统感知的多种目标物体,而无需复杂的外围电路(图1B)。此外电化学晶体管的低器件密度阻碍了它的进一步应用。为了解决这个问题,研究人员使用172 nm准分子紫外光刻技术将器件图案化,PEDOT:PSS(第一次出现,需要中文注释)作为器件的源极,漏极,栅极和活性层,最终作者成功制备出沟道长度为2 μm、器件密度高达104167个/cm2,成品率为97%的晶体管柔性阵列(图1C),器件密度比其它报道值高出1–5个数量级。相关研究成果近期发表在《Advanced Materials》(DOI: 10.1002/adma.202300242),论文第一作者为博士生刘国才,通讯作者为郭云龙研究员和刘云圻院士。
        文章来源:化学所
        刘云圻研究员,中国科学院院士,第三世界科学院院士。物理化学家,1949年2月生于江苏省靖江市。 1975年毕业于南京大学化学系,1991年在日本东京工业大学获博士学位。长期从事分子材料与器件的研究。总结发展了高性能分子材料的设计思想和提出了性能调控的新方法。证实了扩展π体系是实现高迁移率的重要途径,合成了具有优异光电性能的新型π共轭分子材料。首次提出了液态铜催化剂生长石墨烯的概念,获得了高质量单晶石墨烯;制备了第一个氮掺杂的石墨烯,实现了对石墨烯电学性能的调控;开拓了在介电层上直接生长石墨烯的新方法。揭示了界面对器件性能的影响规律,开发了新的溶液法加工技术,实现了器件的多功能化。发表SCI论文500余篇(其中130余篇发表在影响因子大于10的期刊上),他人引用2万余次,h因子大于80,获授权中国发明专利70项,出版专著一部及19章节,在国内外学术会议上做大会/邀请报告100余次。2007,2016年获国家自然科学二等奖各一项,2017年度获北京市自然科学一等奖。2014, 2015和2016年入选汤森路透全球"高被引科学家"目录。现为科技部国家重点基础研究发展计划(973计划)重大科学前沿领域第四届专家咨询组副组长、中国化学会理事、有机固体专业委员会副主任,和担任Scientific Reports, Nanoscale, Flexible Printed Electronics等6种期刊的编委/顾问委员会成员。
       郭云龙,中国科学院化学研究所有机固体实验室研究员。北京市科技新星(2018);中国科学院青年创新促进会(2012);中国科学院优秀博士学位论文(2011);中国科学院院长优秀奖(2010)目前发表Adv. Mater.;JACS等论文132篇,引用大于6700次。2017年应邀为Adv. Electron. Mater.国际编委会成员。













  声明:本网部分文章和图片来源于网络,发布的文章仅用于材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们,我们将及时进行处理。

本帖被以下淘专辑推荐:

回复

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|版权声明|一起进步网 ( 京ICP备14007691号-1

GMT+8, 2024-3-29 17:54 , Processed in 0.096826 second(s), 46 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表