手套變成體征隨身監測器,智能手機可以疊成小塊、平板電腦可以卷進口袋……日前,天津大學李榮金、胡文平教授團隊首次利用“二維有機單晶可控制備”新技術,研制出新型高性能有機晶體管材料,為下一步制造高性能柔性紅外探測器奠定了材料基礎,也這意味著“薄如蟬翼、溫柔體貼”的可穿戴電子設備夢想距離實現又前進一大步。 柔性電子設備是指在一定形變(彎曲、折疊、扭轉、壓縮或拉伸)條件下仍可工作的電子設備,被認為是“未來電子設備的發展潮流”,如可穿戴傳感器、可植入醫療器械、可彎曲手環、可折疊手機等,有望使人類的生產生活方式發生顛覆性改變。柔性電子設備之所以能夠柔軟彎曲,其奧秘在于使用了輕薄柔韌的有機電子元器件進行制造。 眾所周知,晶體管是電子元器件重要組成部分,而有機晶體管則是構成柔性電子器件最重要的基本原件。目前世界主流有機晶體管材料普遍存在結構缺陷多、穩定性差等問題,制約了柔性電子設備的進一步發展。如何制備出低缺陷、高穩定性的有機晶體管材料也成為了全球科學家亟待攻克的難題。 李榮金、胡文平教授團隊在有機場效應晶體管領域研究中,創造性地發明了“水面空間限域”新方法,利用單個或數個分子層厚的二維有機單晶制備有機場效應晶體管,在國際上首次實現了“二維有機單晶可控制備”,獲得了一類新型、高性能有機晶體管材料。基于這種新型二維有機單晶的有機晶體管材料光電性能十分優異,可實現對生物體微弱紅外信號的捕捉。研究進一步發現,這種新的有機晶體管材料結構穩定性也大大超越目前的材料,這也為今后制造高性能柔性紅外探測器奠定了基礎。該項成果是有機電子學領域的重大技術突破,相關研究成果已發表于新一期的國際學術刊物《美國化學會志》和《先進材料》上。 |