全碳電子產品可靈活集成到各種物體表面

　　韓國蔚山國立科學技術研究所和韓國電工研究所的研究人員采取一種新方法合成出完整的全碳電子設備，包括晶體管、電極、連接線及傳感器，大大簡化了它們的形成過程。這些價廉的電子設備可被附著在各種物體表面上，包括植物、昆蟲、紙、布及人的皮膚。該研究成果刊登在《納米快報》上。

　　新方法利用碳獨特的原子幾何形狀合成整個電子設備陣列，特別是碳納米管晶體管、碳納米管傳感器和石墨電極。研究人員說：“我們的全碳器件（晶體管和傳感器）由碳納米管（作為通道）及石墨（作為電極）構成，通道部分需要半導體材料的電阻可通過外部偏置靈敏控制，電極部分需要金屬材料的電阻非常小，可隨著外部偏置引起的變化而忽略不計。”

　　碳納米管和石墨的不同特性是由于其不同的鍵合結構。研究人員說：“根據碳的鍵合結構，碳納米管可以表現出半導體性質，而石墨可以顯示金屬性質。我們設計了多種催化劑以合成局部的碳納米管和石墨所需的電子裝置結構。以此方式，所有的碳設備可以被合成。”

　　據物理學家組織網近日報道，所得到的器件表現出良好的性能，晶體管操作具有較高的開關比率。為了演示設備的靈活性，研究人員將傳感器直接轉移到一個半徑為100μm的光纖彎曲表面上，而傳感器仍能繼續正常運轉。

　　該電子設備還可以通過范德華力結合在各種表面上。例如，潮濕的晶體管和傳感器。研究人員發現，它們可以連接到有生命力的竹葉上和活的鹿角甲蟲的表皮。研究還證明，該傳感器可以被安裝到各種表面，如人的手指甲、防毒面具、防護臂套、膠帶和報紙。

　　在室外環境中，全碳電子設備應用廣泛。研究表明，該傳感器可以檢測用于制造神經毒氣的微量甲基磷酸二甲酯（DMMP）煙霧。其還可以用于監測環境狀況，包括溫度、濕度、污染和感染。所有這一切都可以不用車載電源完成。研究人員說：“我們將天線與這種設備集成。因此，可以在沒有電池的情況下無線傳輸電力和傳感信號。”

　　該設備還具有良好的黏附性，可以附著在生物材料的非平面表面，該全碳電子設備有用作生物可植入器件的潛力。隨著今后的研究不斷深入，研究人員將開發出各種傳感系統的可穿戴電子設備，以檢測糖尿病、污染和放射性物質等。