Transitor điện hóa dọc thúc đẩy thiết bị điện tử đeo trên người phát triển: Cảm biến y sinh là một ứng dụng của bóng bán dẫn hiệu quả, chi phí thấp

Trang Chủ > Ấn Bản > Bóng bán dẫn điện hóa dọc đẩy thiết bị điện tử đeo được về phía trước: Cảm biến y sinh là một trong những ứng dụng của bóng bán dẫn hiệu quả, chi phí thấp

Bóng bán dẫn điện hóa dọc dựa trên một loại polyme điện tử mới và một cấu trúc thẳng đứng, thay vì phẳng. CREDIT Đại học Tây Bắc

Bóng bán dẫn điện hóa thẳng đứng dựa trên một loại polyme điện tử mới và có kiến trúc thẳng đứng, thay vì phẳng. TÍN DỤNG
Đại học Northwestern

Tóm tắt:
Một nhóm nghiên cứu liên ngành của Đại học Northwestern đã phát triển một bóng bán dẫn mang tính cách mạng được kỳ vọng là lý tưởng cho điện tử sinh học nhẹ, linh hoạt, hiệu suất cao.

Bóng bán dẫn điện hóa dọc đẩy thiết bị điện tử có thể đeo về phía trước: Cảm biến y sinh là một trong những ứng dụng của bóng bán dẫn hiệu quả, chi phí thấp

Evanston, IL | Đăng ngày 20 tháng 2023 năm XNUMX

Bóng bán dẫn điện hóa tương thích với máu và nước và có thể khuếch đại các tín hiệu quan trọng, khiến nó đặc biệt hữu ích cho cảm biến y sinh. Một bóng bán dẫn như vậy có thể cho phép các thiết bị đeo được xử lý tín hiệu tại chỗ, ngay tại giao diện thiết bị sinh học. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm đo nhịp tim, nồng độ natri và kali trong máu cũng như chuyển động của mắt để nghiên cứu các rối loạn giấc ngủ.

Tobin J. Marks, một đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Tất cả các thiết bị điện tử hiện đại đều sử dụng bóng bán dẫn, giúp bật và tắt dòng điện một cách nhanh chóng. “Ở đây chúng tôi sử dụng hóa học để tăng cường chuyển đổi. Bóng bán dẫn điện hóa của chúng tôi đưa hiệu suất lên một tầm cao mới. Bạn có tất cả các đặc tính của một bóng bán dẫn thông thường nhưng độ dẫn điện cao hơn nhiều (thước đo độ khuếch đại mà nó có thể mang lại), chu kỳ cực kỳ ổn định của các đặc tính chuyển mạch, một dấu chân nhỏ có thể cho phép tích hợp mật độ cao và chế tạo dễ dàng, chi phí thấp .”

Marks là công ty hàng đầu thế giới trong lĩnh vực khoa học vật liệu và điện tử hữu cơ. Ông là Giáo sư Hóa học Xúc tác của Vladimir N. Ipatieff tại Đại học Khoa học và Nghệ thuật Weinberg, đồng thời là giáo sư khoa học và kỹ thuật vật liệu cũng như kỹ thuật hóa học và sinh học tại Trường Kỹ thuật McCormick.

Bóng bán dẫn điện hóa dọc dựa trên một loại polyme điện tử mới và một cấu trúc thẳng đứng, thay vì phẳng. Nó dẫn cả điện và ion và ổn định trong không khí. Việc thiết kế và tổng hợp các vật liệu mới cũng như quá trình chế tạo và đặc tính của bóng bán dẫn đòi hỏi chuyên môn hợp tác của các nhà hóa học, nhà khoa học vật liệu và kỹ sư y sinh.

Marks dẫn đầu nhóm nghiên cứu cùng với Antonio Facchetti, giáo sư nghiên cứu hóa học tại Weinberg; Wei Huang, hiện là giáo sư tại Đại học Khoa học và Công nghệ Điện tử Trung Quốc; và Jonathan Rivnay, giáo sư kỹ thuật y sinh tại Trường McCormick.

“Loại bóng bán dẫn mới thú vị này cho phép chúng ta nói ngôn ngữ của cả hai hệ thống sinh học, thường giao tiếp thông qua tín hiệu ion và hệ thống điện tử, giao tiếp với các điện tử,” Rivnay nói. “Khả năng của các bóng bán dẫn hoạt động rất hiệu quả như 'chất dẫn hỗn hợp' khiến chúng trở nên hấp dẫn đối với các liệu pháp và chẩn đoán điện tử sinh học.”

Nghiên cứu này trình bày chi tiết về bóng bán dẫn điện hóa hiệu quả và một bài báo Tin tức & Lượt xem đi kèm đã được xuất bản trong tuần này trên tạp chí Nature.

Facchetti cho biết: “Với cấu trúc thẳng đứng, các bóng bán dẫn điện hóa của chúng tôi có thể được xếp chồng lên nhau. “Vì vậy, chúng tôi có thể tạo ra các mạch bổ sung điện hóa rất dày đặc, điều không thể đối với các bóng bán dẫn điện hóa phẳng thông thường.”

Để tạo ra các mạch điện tử mạnh mẽ và đáng tin cậy hơn, cần có hai loại bóng bán dẫn: bóng bán dẫn loại p mang điện tích dương và bóng bán dẫn loại n mang điện tích âm. Các loại mạch này được gọi là mạch bổ sung. Thách thức mà các nhà nghiên cứu đã phải đối mặt trong quá khứ là bóng bán dẫn loại n rất khó chế tạo và thường không ổn định.

Đây là công trình đầu tiên chứng minh các bóng bán dẫn điện hóa có hiệu suất tương tự và rất cao đối với cả hai loại bóng bán dẫn điện hóa (p+n). Điều này dẫn đến việc chế tạo các mạch bổ sung điện hóa rất hiệu quả.

####

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng bấm vào tại đây

Liên hệ:
Phương tiện truyền thông Liên hệ

Megan Fellman
Đại học Northwestern
Văn phòng: 847-491-3115
Liên hệ chuyên gia

Dấu hiệu Tobin
Đại học Northwestern
Jonathan Rivnay
Đại học Northwestern
Antonio Fachetti
Đại học Northwestern

Nếu bạn có một bình luận, xin vui lòng Liên hệ chúng tôi.

Các tổ chức phát hành tin tức, không phải 7th Wave, Inc. hay Nanotech Now, chỉ chịu trách nhiệm về tính chính xác của nội dung.

Bookmark: