تیم تحقیقاتی دانشگاه نورث وسترن ترانزیستوری الکتروشیمیایی جدیدی ساخته و انتظار می رود برای تجهیزات بیوالکترونیکی که کارایی بالا دارند و سبک وزن و انعطاف پذیر هستند، مورد استفاده قرار بگیرد.
به گزارش تکناک، ترانزیستور الکتروشیمیایی جدید هم با خون و هم با آب سازگار است و توانایی تقویت قابل توجه سیگنال ها را دارد که آن را برای سنجش زیست پزشکی بسیار مفید می کند.
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 دستگاه های الکترونیکی مدرن از ترانزیستورها استفاده می کنند که به سرعت جریان را روشن و خاموش می کنند. در اینجا ما از شیمی برای تقویت سوئیچینگ استفاده می کنیم. ترانزیستور الکتروشیمیایی ما عملکرد را به سطح کاملاً جدیدی می رساند. شما تمام خصوصیات یک ترانزیستور معمولی را دارید اما ویژگی های بسیار بهتری را نیز دارید که شامل: رسانایی بسیار بالاتر و چرخش فوق العاده پایدار خواص سوئیچینگ است که می تواند 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 یون ها را هدایت می کند 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.
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 درمان های بیوالکترونیک جذاب می کند.
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 می توانند یکی روی دیگری قرار گیرند. بنابراین، ما می توانیم 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 می کنند و ترانزیستورهای نوع n که بارهای منفی را حمل می کنند. 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.
