一组工程师成功地用亚麻线制造出了基于线的晶体管。这使他们能够制造电子设备,这些设备是用细线制成的,可以编织到织物中,可以戴在皮肤上,甚至可以通过手术植入来进行诊断监测。完全灵活的电子设备可以允许不同的应用,可以符合各种形状,同时允许自由移动而不妨碍功能。
一项研究发表在《ACS应用材料与接口》杂志上,作者描述了他们在设计第一个基于线程的晶体管(tbt)方面所做的努力,这种晶体管可以发展成简单的基于全线程的逻辑电路和集成电路。这些电路将取代多个柔性设备的刚性组件,当与基于线程的传感器结合时,可以创建完全柔性和多路复用的设备。
柔性电子领域正在呈指数级增长,大多数器件通过将金属和半导体制成可弯曲的“波浪”结构或使用本质上柔性的材料作为导电聚合物来获得灵活性。这些“柔软的”电子设备使设备的应用成为可能,这些设备可以与嵌入其中的生物组织(皮肤、心脏或脑组织)保持一致和拉伸。
根据研究人员的说法,与基于柔性材料和聚合物的电子产品相比,基于螺纹的电子产品具有更强的灵活性和材料多样性,并且可以在不需要任何洁净室的情况下制造。塔夫茨大学的工程师们还能够创建一系列基于线程的温度、应变、葡萄糖、光学传感器,甚至微流体线程,这些线程将能够从周围的组织中收集样本或分发药物。在这项研究中创建的基于线程的晶体管能够创建逻辑电路,帮助控制这些组件的行为和响应。
Rachel Owyeung是塔夫茨大学工程学院的研究生,该研究的第一作者说:“在实验室实验中,我们能够展示我们的设备如何监测多个位置的钠和铵浓度的变化。”从理论上讲,我们可以扩大由tbt制成的集成电路,用一个设备在许多不同的位置连接大量跟踪许多生物标志物的传感器。”
Sameer Sonkusale是塔夫茨大学工程学院电气和计算机工程教授,也是该研究的通讯作者,他说:“tbt的开发是制造完全柔性电子产品的重要一步,因此现在我们可以将注意力转向改善这些设备的设计和性能,以实现可能的应用。”生物标记物的实时测量在许多医学应用中对于治疗疾病和监测患者健康非常重要。完全集成一个柔软、易弯曲的诊断监测设备的能力是非常强大的,而病人几乎不会注意到。”