纳米结构晶体管——糖尿病患者的福音

材料牛注：传统的葡萄糖传感器仅能实时检测血糖高低，来自俄勒冈州立大学的研究团队致力于将葡萄糖传感器与隐形眼镜有机结合，实现实时检测和注射胰岛素的双重功能，纳米结构晶体管在这一技术中起到至关重要的作用。

各种纳米材料已经被用于可以帮助糖尿病患者监测实时血糖水平高低的新型葡萄糖传感器。目前已有多种技术将纳米材料溶入隐形眼镜以获得各种新性能。

如今，俄勒冈州立大学（OSU）的研究团队将纳米功能的隐形眼镜和葡萄糖传感器集成到单一元件，这个元件可能在未来实现检测血糖和控制胰岛素注射时间的双重功能。研究人员指出元件将会以透明传感器的形式嵌入隐形眼镜。

透明传感器的关键是由铟镓锌氧化物制成的纳米结构场效应晶体管，这种晶体管可以简称为IGZO-FET。IGZO-FET的历史可以追溯到2014年在东京的研究人员首次发现由铟镓锌氧化物制成的晶体管。这些IGZO晶体管的巨大潜力在于它们的透明度，显示器制造商开发出这种晶体管是为了用它们来驱动LCD和OLED显示器的像素。

在最近OSU的研究中，IGZO最吸引研究团队的性能正是它的透明度。OSU的化学工程教授，研究团队成员之一的Greg Herman在新闻报告中说道：“我们可以实现传感器工作时的完全透明化。”

通过Nanoscale杂志对于此项研究的描述，OSU团队使用紧密堆叠的六边形IGZO FET网络对IGZO进行图案化处理。使用的图案化技术包括胶体光刻和电子喷射印刷，因此研究人员相信这种FET的制造成本是相当低廉的。

在实际操作中，研究人员发现了晶体管的漏极和源极随着葡萄糖浓度的增加呈现出电导降低的现象。研究人员通过实际测量证实，纳米结构IGZO FETs在检测葡萄糖水平变化方面比非纳米结构IGZO更灵敏。

“我们将一系列传感器集成到水晶体中，并进行诸多测试：如压力激素，尿酸，绿内障压力感测，以及其余类似指标测试。”Herman接着说道，“我们可以监测许多眼泪中的化合物。且由于传感器是透明的，这种监测并不会阻碍视力。因此也在隐形眼镜上获得了更多的感测空间。”

虽然OSU研究人员成功使用透明材料IGZO研制出传感器，但葡萄糖监测只是他们长期目标里的一部分。除此之外，他们还希望能够根据葡萄糖指标读数提供正确剂量的胰岛素。这项技术还需要开发具有人工胰腺功能的泵送装置，以及将葡萄糖读数发送到人工胰腺的通信系统。目前这项技术还停留在设想层面。

Herman补充说道：“我们下一步要做的是充分拓展通信方面的功能，团队将致力于将感测和通信元件应用到整副隐形眼镜。”

原文链接: Nanostructred Transistor Enables Glucose Sensing Contact Lens.

文献链接：A field effect glucose sensor with a nanostructured amorphous In–Ga–Zn–O network.

本文由编辑部丁菲菲供稿，马秋晨翻译，时冰遥审核，点我加入材料人编辑部。

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