鲍哲南Nature：世界首个！本征高频可拉伸聚合物二极管

【研究背景】

随着皮肤电子学领域的不断发展，可拉伸/可穿戴仿生柔性电子器件逐渐走入人们的日常生活，在健康护理、运动生理监测等各个方面具有广泛的应用潜力。近年来，本征可拉伸的导体和半导体的发展使得电子电路或光电器件具有高度的机械稳定性和皮肤适应性。然而，它们的工作频率被限制在100 Hz以下 ，远低于许多应用所需的频率，这极大地限制了它们在无线通信和远程监测中的使用。

【成果简介】

近日，美国斯坦福大学鲍哲南院士报告了一种基于可拉伸有机和纳米材料的本质可拉伸二极管，其工作频率高达13.56  MHz。该工作频率对于使用射频识别的软传感器和电致变色显示像素的无线操作足够高，其中基本载波频率为6.78   MHz或13.56   MHz。这是通过合理的材料设计和设备工程相结合实现的。具体地，作者开发了一种可伸缩阳极、阴极、半导体和集电器，能够满足高频操作的严格要求。最后，通过集成可伸缩传感器、电致变色显示像素和天线来实现可拉伸无线标签，展示了二极管的操作可行性。该工作是实现类似皮肤的可穿戴电子设备的增强功能和能力的重要一步。该文章近日以题为“High-frequency and intrinsically stretchable polymer diodes”发表在知名顶刊Nature上。

【图文导读】

图一、高频可伸缩二极管的结构与设计

图二、基于AgNWs的可拉伸二极管的性能表征

图三、可拉伸二极管的高频操作

图四、无线可拉伸传感器和显示系统

【全文总结】

综上所述，作者通过材料和制造工艺设计以及可拉伸半导体、阳极、阴极和集流体的开发，成功地制造了高频、本征可拉伸的二极管。该研究同时实现了良好的可拉伸性能和电气性能，这对高频二极管的运行和其他类型器件的开发至关重要，包括可拉伸发光器件、光伏器件和晶体管。此外，研究团队还制造了一个皮肤上的无线可伸缩系统，通过显示像素将来自传感器的信号可视化。该可伸缩二极管预计将有助于实现未来的无线、高速、皮肤式个人医疗保健系统，用于预防医学和远程医疗。

文献链接：High-frequency and intrinsically stretchable polymer diodes (Nature 2021, 600, 246–252)

本文由大兵哥供稿。

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