科技日報華盛頓11月13日電 美國斯坦福大學(xué)研究人員13日在美國化學(xué)學(xué)會期刊《ACS核心科學(xué)》上發(fā)表研究報告稱，他們開發(fā)出一種可拉伸、可完全降解，并能在應(yīng)變時保持穩(wěn)定電氣性能的半導(dǎo)體材料。研究人員稱，這一同時具有3種不同屬性的新材料有望在醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、信息安全等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
半導(dǎo)體是計算機和電子設(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機材料制成。科學(xué)家在嘗試使用不同的方法來制造柔性、可降解的半導(dǎo)體，但它們要么不能完全分解，要么在拉伸時會降低電氣性能。開發(fā)出一種完全可降解、且能在應(yīng)變時保持穩(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度的兩倍而不會破裂或損害其電氣性能。當(dāng)置于弱酸中時，這種新材料會在10天之內(nèi)完全降解。該材料對人類細(xì)胞無毒，但其在人體內(nèi)的降解時間要更長一些。
研究人員表示，這是他們首次研發(fā)出同時具有半導(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)變影響的機械和電氣性能，可用于開發(fā)各種多功能電子設(shè)備，有望在醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、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，不會因機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也會大大減輕病人的痛苦。
總編輯圈點
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，很可能還會在智能設(shè)備中大顯身手，譬如機器人皮膚、可植入生物電子學(xué)和各種人機界面。這是機械拉伸性的突破，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。
