ترانزیستور الکتروشیمیایی جدید با خاصیت انعطاف پذیری

به گزارش مجله خبری نگار،ترانزیستور الکتروشیمیایی جدید هم با خون و هم با آب سازگار است و توانایی تقویت قابل توجه سیگنال‌ها را دارد که آن را برای سنجش زیست پزشکی بسیار مفید می‌کند.

این ترانزیستور می‌تواند امکان توسعه دستگاه‌های پوشیدنی را فراهم کند تا بتوانند سیگنال را در محل و دقیقا در دستگاه بیولوژیکی پردازش کند. برخی از کاربرد‌های بالقوه شامل نظارت بر ضربان قلب و سطوح سدیم و پتاسیم در خون، و همچنین ردیابی حرکات چشم برای مطالعه اختلالات خواب است.

توبین جی مارکس، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: همه دستگاه‌های الکترونیکی مدرن از ترانزیستور‌ها استفاده می‌کنند که به سرعت جریان را روشن و خاموش می‌کنند. در اینجا ما از شیمی برای تقویت سوئیچینگ استفاده می‌کنیم. ترانزیستور الکتروشیمیایی ما عملکرد را به سطح کاملاً جدیدی می‌رساند. شما تمام خصوصیات یک ترانزیستور معمولی را دارید، اما ویژگی‌های بسیار بهتری را نیز دارید که شامل: رسانایی بسیار بالاتر و چرخش فوق العاده پایدار خواص سوئیچینگ است که می‌تواند یکپارچه سازی با چگالی بالا را امکان پذیر کند، و فرایند ساخت را آسان و کم هزینه نماید.

ترانزیستور الکتروشیمیایی عمودی مبتنی بر نوع جدیدی از پلیمر الکترونیکی و معماری عمودی به جای مسطح است که هم الکتریسیته و هم یون‌ها را هدایت می‌کند و در هوا پایدار است. طراحی و سنتز مواد جدید و ساخت و خصوصیات ترانزیستور به تخصص مشترک شیمیدانان، دانشمندان مواد و مهندسان زیست پزشکی نیاز دارد.


طرح ساخت و مواد مستقیم مورد استفاده برای ترانزیستور الکتروشیمیایی عمودی
مارکس تیم تحقیقاتی را همراه با آنتونیو فاکتی، استاد پژوهشگر شیمی در واینبرگ، وی هوانگ، استاد دانشگاه علوم و فناوری الکترونیک چین است و جاناتان ریونای، استاد مهندسی زیست پزشکی در دانشکده مک کورمیک رهبری کرد.

ریونای گفت: این نوع جدید هیجان‌انگیز ترانزیستور به ما امکان می‌دهد به زبان سیستم‌های بیولوژیکی که اغلب از طریق سیگنال‌دهی یونی ارتباط دارند و سیستم‌های الکترونیکی که با الکترون‌ها ارتباط دارند صحبت کنیم. توانایی ترانزیستور‌ها برای اینکه به عنوان “رسانا‌های آمیخته” بسیار کارآمد عمل کند آن‌ها را برای تشخیص و درمان‌های بیوالکترونیک جذاب می‌کند.

این مطالعه همراه با جزئیات ترانزیستور الکتروشیمیایی جدید طی یک مقاله به تازگی در مجله Nature منتشر شده است.

فاکتی گفت: ترانزیستور‌های الکتروشیمیایی ما با معماری عمودی می‌توانند یکی روی دیگری قرار گیرند. بنابراین، ما می‌توانیم مدار‌های مکمل الکتروشیمیایی بسیار متراکم بسازیم که برای ترانزیستور‌های الکتروشیمیایی مسطح معمولی غیرممکن است.

برای ساخت مدار‌های الکترونیکی قابل اعتمادتر و قدرتمندتر، دو نوع ترانزیستور مورد نیاز است: ترانزیستور‌های نوع p که بار‌های مثبت را حمل می‌کنند و ترانزیستور‌های نوع n که بار‌های منفی را حمل می‌کنند. چالشی که محققان در گذشته با آن روبرو بوده اند این است که ساخت ترانزیستور‌های نوع n دشوار بوده و معمولاً ناپایدار هستند.

این اولین کار برای نشان دادن ترانزیستور‌های الکتروشیمیایی با عملکرد مشابه و بسیار بالا برای هر دو نوع ترانزیستور الکتروشیمیایی (p+n) است که منجر به ساخت مدار‌های مکمل الکتروشیمیایی بسیار کارآمد شد.