新型半导体材料可拉伸可完全降解

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发布时间:2019-11-15 09:12:45
来源:科技日报

科技日报华盛顿11月13日电 (记者刘海英)美国斯坦福大学研究人员13日在美国化学学会期刊《ACS核心科学》上发表研究报告称,他们开发出一种可拉伸、可完全降解,并能在应变时保持稳定电气性能的半导体材料。研究人员称,这一同时具有3种不同属性的新材料有望在医疗、环境监测、信息安全等领域得到广泛应用。

半导体是计算机和电子设备的基本组成部分,其常温下的导电性能介于导体与绝缘体之间。当前大多数半导体是由硅或其他刚性无机材料制成。科学家在尝试使用不同的方法来制造柔性、可降解的半导体,但它们要么不能完全分解,要么在拉伸时会降低电气性能。开发出一种完全可降解、且能在应变时保持稳定电气性能的半导体已成为可伸缩电子学研究领域面临的一个新挑战。

在新研究中,斯坦福大学研究人员将一种可降解的橡胶状有机聚合物和一种可酸降解的半导体聚合物混合,组装成半导体纳米纤维。由这些纤维制成的薄膜可以拉伸到其正常长度的两倍而不会破裂或损害其电气性能。当置于弱酸中时,这种新材料会在10天之内完全降解。该材料对人类细胞无毒,但其在人体内的降解时间要更长一些。

研究人员表示,这是他们首次研发出同时具有半导体性、可拉伸性和完全可降解性这3种不同属性的新材料,该材料具有不受应变影响的机械和电气性能,可用于开发各种多功能电子设备,有望在医疗、环境监测、信息安全等领域大显身手。例如在医疗领域,可拉伸、有弹性的生物医学设备可以与人体器官紧密结合,不会因机械不匹配而引起炎症反应;而可完全降解的能力又能使病人免除二次手术的烦恼,在保证治疗效果的同时也会减轻病人的痛苦。

总编辑圈点

可拉伸的半导体材料意味着什么?这种“橡皮筋”一样的材料除了应用于医疗环境领域,很可能还会在智能设备中大显身手,譬如机器人皮肤、可植入生物电子学和各种人机界面。这是机械拉伸性的突破,更何况它还可以完全降解。只要其商业化后成本理想,那么我们完全有希望看到,未来这种材料构建出更复杂、层次化和高水平的集成数字电路,满足下一代智能、生物医学及诸多其他应用的要求。

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