东京大学Takao Someya等Small Structures：使用喷涂法在超薄薄膜上制备高跨导有机电化学晶体管
直接附着在皮肤或器官上的生物传感器可以对人体健康进行持续监测，因此，将生物化学材料和活性元素固定在超薄基体上的超柔性生物传感器受到了研究人员的广泛关注。有机电化学晶体管(OECTs)是一种基于聚合物的晶体管，可以在超薄薄膜上聚合而成，作为超柔性生物传感器材料OECT传感器具有高的跨导值，可以显著放大生物信号，提高信噪比。跨导值是决定OECT传感器灵敏度的主要因素。与其他场效应晶体管相比，聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)由于其水分散性和传感性能，是一个理想的传感材料。PEDOT:PSS层的跨导与其厚度成正比，因此，厚通道层的形成是OECTs的必要条件，由于其厚度可控性，旋涂法得到了广泛的应用。但形成厚PEDOT:PSS层(>300 nm)一直以来是一个挑战，因为大部分溶液容易被自旋剥离，这导致了的跨导值较明显的降低(<5 mS)。所以，开发一种新的可重复形成厚通道层的PEDOT:PSS层制备方法，对于制造高跨导的OECT传感器至关重要。
因此，东京大学Takao Someya教授课题组研究出一种喷涂工艺，通过控制压缩气压和喷涂循环次数，成功地在基体上形成了厚而均匀的PEDOT:PSS层。在此基础上还制备出了高跨导、响应速度快的超柔性OECT传感器。通过此方法喷涂形成的PEDOT:PSS层，具有高厚度可控性(0.2-1.05μm)。涂层的跨导(7.5 mS)比旋涂涂层的跨导(2.8 mS)高2.7倍。与纺丝涂层相比，喷涂涂层的虽然响应时间较慢，但仍高于100Hz，这是许多类型的生物传感器测试时的较大的频率上限。喷涂制备的的OECT传感器具有良好的机械耐久性，它的跨导即使在出现褶皱后也能达到5 mS以上。
本工作为高灵敏度高跨导OECT柔性传感器的制备提供一种新的方案。
论文信息：
High‐Transconductance Organic Electrochemical Transistor Fabricated on Ultrathin Films Using Spray Coating
Masaya Nishinaka, Hiroaki Jinno, Yasutoshi Jimbo, Sunghoon Lee, Jiabin Wang, Wonryung Lee, Tomoyuki Yokota, Takao Someya*
Small Structures
DOI: 10.1002/sstr.202000088
点击左下角 “ 阅读原文 ” ，查看该论文原文。
Small
Structures
期刊简介
Wiley旗下的Small Structures创立于2020年。作为Small的姊妹期刊，Small Structures旨在成为发表关于亚宏观尺度结构研究的多学科、跨领域、顶尖旗舰期刊。稿件领域包括但不限于化学、物理、材料、工程和生命科学，类型包括原创研究、综述、展望、评论等。
WILEY
相关阅读
Wiley China
Wiley China
Wiley China
MaterialsViewsChina
Wiley旗下材料期刊官方微信平台
长按二维码 关注我们
分享材料前沿资讯｜聚焦最新科研动态
MVC论文每月排行榜｜材料大咖&新秀访谈
点击“分享”，给我们一点鼓励吧~