物理科技生物学-PHYICA

研究人员基于导电泷泽锡娜聚合物制成的离子凝胶设计晶体管

化学 2022-06-05 00:02:12

筑波大学 信用:Pixabay/CC0公共域 筑波大学的研究人员通过使用由导电聚合物制成的离子凝胶,创造了一种新的碳基电子器件——π离子凝胶晶体管

这项工作可能会导致更便宜和更可靠的灵活的可印刷电子产品

有机导体是碳基聚合物,可以传输电流,有可能从根本上改变电子器件的制造方式

这些导体具有可以通过化学改性来调节的特性,并且可以容易地印刷成电路

与目前的硅太阳能电池板和晶体管相比,基于有机导体的系统更加灵活和易于安装

然而,如果共轭聚合物链由于不正确的加工而变得无序,它们的电导率会急剧降低,这极大地限制了它们与现有技术竞争的能力

现在,由筑波大学领导的一组研究人员已经制定了一种新的方法,通过形成“离子凝胶”来保护有机导体的电特性

在这种情况下,聚对苯撑乙炔(PPE)链周围的溶剂被离子液体取代,然后变成凝胶

使用共聚焦荧光显微镜和扫描电子显微镜,研究人员能够验证有机导体的形态

作者山本洋平教授说:“我们表明,我们的π离子凝胶的内部结构是个人防护装备的纳米纤维网络,它非常擅长可靠地导电。”

除了作为离域电子的导线,聚合物链还引导移动离子的流动,这有助于将电荷载体移动到碳环上

这允许电流流过设备的整个体积

由此产生的晶体管可以在不到20微秒的时间内响应电压变化而导通和截止,这比以前任何这种类型的器件都要快

山本教授解释说:“我们计划利用超分子化学和有机电子学的这一进展来设计一整套灵活的电子设备。”

快速的响应时间和高电导率为灵活的传感器开辟了道路,这些传感器享受与有机导体相关的易于制造,而不牺牲速度或性能

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