科技日?qǐng)?bào)華盛頓11月13日電 美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員13日在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊《ACS核心科學(xué)》上發(fā)表研究報(bào)告稱，他們開(kāi)發(fā)出一種可拉伸、可完全降解，并能在應(yīng)變時(shí)保持穩(wěn)定電氣性能的半導(dǎo)體材料。研究人員稱，這一同時(shí)具有3種不同屬性的新材料有望在醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、信息安全等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
半導(dǎo)體是計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備的基本組成部分，其常溫下的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間。當(dāng)前大多數(shù)半導(dǎo)體是由硅或其他剛性無(wú)機(jī)材料制成?？茖W(xué)家在嘗試使用不同的方法來(lái)制造柔性、可降解的半導(dǎo)體，但它們要么不能完全分解，要么在拉伸時(shí)會(huì)降低電氣性能。開(kāi)發(fā)出一種完全可降解、且能在應(yīng)變時(shí)保持穩(wěn)定電氣性能的半導(dǎo)體已成為可伸縮電子學(xué)研究領(lǐng)域面臨的一個(gè)新挑戰(zhàn)。
在新研究中，斯坦福大學(xué)研究人員將一種可降解的橡膠狀有機(jī)聚合物和一種可酸降解的半導(dǎo)體聚合物混合，組裝成半導(dǎo)體納米纖維。由這些纖維制成的薄膜可以拉伸到其正常長(zhǎng)度的兩倍而不會(huì)破裂或損害其電氣性能。當(dāng)置于弱酸中時(shí)，這種新材料會(huì)在10天之內(nèi)完全降解。該材料對(duì)人類細(xì)胞無(wú)毒，但其在人體內(nèi)的降解時(shí)間要更長(zhǎng)一些。
研究人員表示，這是他們首次研發(fā)出同時(shí)具有半導(dǎo)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(yīng)變影響的機(jī)械和電氣性能，可用于開(kāi)發(fā)各種多功能電子設(shè)備，有望在醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、信息安全等領(lǐng)域大顯身手。例如在醫(yī)療領(lǐng)域，可拉伸、有彈性的生物醫(yī)學(xué)設(shè)備可以與人體器官緊密結(jié)合，不會(huì)因機(jī)械不匹配而引起炎癥反應(yīng)；而可完全降解的能力又能使病人免除二次手術(shù)的煩惱，在保證治療效果的同時(shí)也會(huì)大大減輕病人的痛苦。
總編輯圈點(diǎn)
可拉伸的半導(dǎo)體材料意味著什么？這種“橡皮筋”一樣的材料除了應(yīng)用于醫(yī)療環(huán)境領(lǐng)域，很可能還會(huì)在智能設(shè)備中大顯身手，譬如機(jī)器人皮膚、可植入生物電子學(xué)和各種人機(jī)界面。這是機(jī)械拉伸性的突破，更何況它還可以完全降解。只要其商業(yè)化后成本理想，那么我們完全有希望看到，未來(lái)這種材料構(gòu)建出更復(fù)雜、層次化和高水平的集成數(shù)字電路，滿足下一代智能、生物醫(yī)學(xué)及諸多其他應(yīng)用的要求。
