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新型半導體材料可拉伸可完全降解

2019-11-15 08:05 來源:科技日報

  美國斯坦福大學研究人員13日在美國化學學會期刊《ACS核心科學》上發表研究報告稱,他們開發出一種可拉伸、可完全降解,并能在應變時保持穩定電氣性能的半導體材料。研究人員稱,這一同時具有3種不同屬性的新材料有望在醫療、環境監測、信息安全等領域得到廣泛應用。

  半導體是計算機和電子設備的基本組成部分,其常溫下的導電性能介于導體與絕緣體之間。當前大多數半導體是由硅或其他剛性無機材料制成?茖W家在嘗試使用不同的方法來制造柔性、可降解的半導體,但它們要么不能完全分解,要么在拉伸時會降低電氣性能。開發出一種完全可降解、且能在應變時保持穩定電氣性能的半導體已成為可伸縮電子學研究領域面臨的一個新挑戰。

  在新研究中,斯坦福大學研究人員將一種可降解的橡膠狀有機聚合物和一種可酸降解的半導體聚合物混合,組裝成半導體納米纖維。由這些纖維制成的薄膜可以拉伸到其正常長度的兩倍而不會破裂或損害其電氣性能。當置于弱酸中時,這種新材料會在10天之內完全降解。該材料對人類細胞無毒,但其在人體內的降解時間要更長一些。

  研究人員表示,這是他們首次研發出同時具有半導體性、可拉伸性和完全可降解性這3種不同屬性的新材料,該材料具有不受應變影響的機械和電氣性能,可用于開發各種多功能電子設備,有望在醫療、環境監測、信息安全等領域大顯身手。例如在醫療領域,可拉伸、有彈性的生物醫學設備可以與人體器官緊密結合,不會因機械不匹配而引起炎癥反應;而可完全降解的能力又能使病人免除二次手術的煩惱,在保證治療效果的同時也會大大減輕病人的痛苦。

  總編輯圈點

  可拉伸的半導體材料意味著什么?這種“橡皮筋”一樣的材料除了應用于醫療環境領域,很可能還會在智能設備中大顯身手,譬如機器人皮膚、可植入生物電子學和各種人機界面。這是機械拉伸性的突破,更何況它還可以完全降解。只要其商業化后成本理想,那么我們完全有希望看到,未來這種材料構建出更復雜、層次化和高水平的集成數字電路,滿足下一代智能、生物醫學及諸多其他應用的要求。

(責任編輯:王蔚)

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