南邮赵强教授/李杨博士团队和港大张世明教授团队《Small》综述：离子选择性有机电化学晶体管的最新进展

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人体体液，如血液、间质液、汗液、唾液、尿液等，所含离子能够反映人体的生理状态，可用于诊断各种早期疾病。在所有个性化的智慧医疗设备中，离子选择性有机电化学晶体管由于其成本低、易于制备、信号放大能力强和离子检测限低等特点，在人体体液的即时检验中具有巨大的应用潜力。此外，离子选择性有机电化学晶体管表现出优异的柔性和生物相容性，使其能够用做可穿戴生物电子设备进行持续健康监测。

基于此，南京邮电大学赵强教授/李杨博士团队和香港大学张世明教授团队在《Small》期刊上发表了题为“Ion-Selective Organic Electrochemical Transistors: Recent Progress and Challenges”的综述文章（doi.org/10.1002/smll.202107413）。该篇综述首先简单介绍了体液离子检测技术的更迭发展，从离子选择性电极、场效应晶体管、有机电解质栅控晶体管、有机电化学晶体管 （Organic Electrochemical Transistors，OECTs）到可穿戴离子监控装置（图1）。

图1 离子检测技术的发展

随后该文具体介绍了具备离子选择性的OECT的工作原理、品质因数及其在离子检测中的特点和优势，并综述了近年来离子选择性OECT的研究进展（图2）。该综述详细介绍了OECT的离子传感性能以及因加入离子选择膜后而产生对特定离子的检测灵敏度。同时，该文讨论了如何通过器件设计和材料优化提高OECT对离子选择的灵敏度，并总结了离子选择性OECT商业化进展中的困难及潜在的解决方案。最后，该综述对离子选择性有机电化学晶体管领域的发展趋势和所面临的挑战进行了讨论，并展望了今后值得研究的方向。

图 2离子选择性有机电化学晶体管的研究进展。

文章第一作者是李杨博士，通讯作者是李杨博士，张世明教授和赵强教授。近年来该团队致力于柔性OECT的研究。例如，团队于2016年制备了柔性OECT（Journal of Materials Chemistry C, 2016, 4(7), 1382-1385.），并于2017年首次报道了面向电子皮肤以及可穿戴应用的可拉伸OECT（Chemistry of Materials, 2017,29(7), 3126-3132.）。随后，团队通过优化加工参数和材料改性，提升了可拉伸OECT的力学稳定性（Advanced Electronic Materials, 2019, 5(6), 1900191，Flexible and Printed Electronics, 2019, 4(4), 044004.）。团队通过使用十二烷基苯磺酸处理导电聚合物PEDOT:PSS，制备了可注射、可自愈的和可转移的凝胶，开展了基于水凝胶体系的软体OECT的研究（Advanced Materials, 2019, 32(1), 1904752，Advanced Functional Materials, 2019, 30(6), 1906016）。此外，团队还利用OECT制备了低功耗的压力传感器（IEEE Electron Device Letters, 2020, 42(1), 46-49.）。

论文信息：

https://doi.org/10.1002/smll.202107413

作者简介

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赵强教授是南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院院长，国家杰出青年科学基金获得者，国家“万人计划”青年拔尖人才，教育部“长江学者奖励计划”青年学者，全国高校黄大年式教师团队负责人。主要从事有机与柔性电子领域研究。近年来，作为通讯作者在Science Advances、Nature Communications、Chemical Reviews、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Materials等期刊发表高质量论文100余篇，研究成果多次被Nature、Nature Asia、Chemical & Engineering News、Phys.org、Science Daily等作为研究亮点进行专题报道，获国家自然科学奖二等奖、教育部自然科学奖一等奖、江苏省科学技术奖一等奖、江苏省青年科技杰出贡献奖等多项科技奖励。

张世明教授现任香港大学电气与电子工程系助理教授, 港大WISE课题组PI（wearable, intelligent, and soft electronics）。在国际上率先开发了可拉伸OECT器件，自愈合OECT器件，以及基于可拉伸OECT的可穿戴传感器。相关研究成果已在Nature、Advanced Materials、Matter、Lab on Chip、IEEE Electron Device Letters等不同领域顶级期刊发表，申请美国专利五项。SESIC公司共同创办人。

李杨博士为南京邮电大学高层次（第四层次）引进人才，于2021年加入南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院，致力于导电聚合物基可穿戴生物电子的研究。累计在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Small、Advanced Electronic Materials等国际知名期刊发表论文20余篇。

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