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聚焦智成纖維

亞麻纖維還能“織成”晶體管

作者: 編輯: 智成纖維 來源: 中國紡織網(wǎng) 發(fā)布日期: 2019.12.26
信息摘要:
美國塔夫茨大學(xué)官網(wǎng)近日發(fā)布公告稱,該校研究人員開發(fā)出一種由亞麻纖維制成的晶體管,利用這些晶體管制成的全柔性電子器件可編織成織物佩戴在皮膚上,…

美國塔夫茨大學(xué)官網(wǎng)近日發(fā)布公告稱,該校研究人員開發(fā)出一種由亞麻纖維制成的晶體管,利用這些晶體管制成的全柔性電子器件可編織成織物佩戴在皮膚上,甚至(理論上)可通過外科手術(shù)植入體內(nèi)進行診斷監(jiān)測。相關(guān)成果發(fā)表于《美國化學(xué)會—應(yīng)用材料與界面》雜志。

亞麻纖維制成的晶體管示意圖

 

圖片來源:塔夫茨大學(xué)官網(wǎng)

 

研究人員表示,新設(shè)計的晶體管可制成簡單的、基于纖維的邏輯電路和集成電路。這些電路將取代目前眾多柔性電子器件中最后剩余的剛性組件,與基于纖維的傳感器結(jié)合使用,可創(chuàng)建出全柔性多路復(fù)用設(shè)備。這種全柔性電子器件可實現(xiàn)適應(yīng)不同形狀的各種應(yīng)用,并允許自由移動而不影響功能。

 

  目前大多數(shù)柔性電子器件通過將金屬和半導(dǎo)體圖案化為可彎曲的“波浪”結(jié)構(gòu)或使用導(dǎo)電聚合物等自柔性材料來實現(xiàn)靈活性,以與嵌入它們的生物組織(皮膚、心臟甚至腦組織)相適應(yīng)。

 

 實驗中,研究人員利用基于纖維的晶體管創(chuàng)建了一個簡單的小型集成電路,并將其連接到基于纖維的傳感器陣列,監(jiān)測了多個部位的鈉和銨離子(心血管健康、肝臟和腎臟功能的重要生物標(biāo)志物) 濃度變化。

 

 本研究中的一項重要創(chuàng)新是使用注入電解質(zhì)的凝膠作為纖維周圍的材料并連接到柵極線。凝膠由二氧化硅納米粒子組成,其可自組裝成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。電解質(zhì)凝膠可通過浸漬涂布或快速擦拭輕松地沉積在纖維上。與用作經(jīng)典晶體管中柵極材料的固態(tài)氧化物或聚合物相比,電解質(zhì)凝膠在拉伸或彎曲下具有彈性。

 

研究人員表示,與基于聚合物和其他柔性材料的電子產(chǎn)品相比,基于纖維的電子產(chǎn)品具有出色的靈活性、材料多樣性以及無需潔凈室即可生產(chǎn)的能力。未來,基于纖維的電子診斷器件可做到非常薄、柔軟和柔韌,足以與其測量的生物組織無縫集成,從而使病人幾乎注意不到。

 位于中國絲綢小鎮(zhèn)-震澤的新申亞麻村,亞麻全產(chǎn)業(yè)鏈不僅有一線亞麻紡紗廠、織造廠,更延伸到文化創(chuàng)意、場景體驗、創(chuàng)客空間、主題酒店、線下零售等等,可以說是一個亞麻生態(tài)系統(tǒng),更直觀、更豐富、更全面的亞麻面料體驗就在這里。

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