西北大学的一个跨学科研究团队开发了一种革命性的晶体管，有望成为轻质、柔性、高性能生物电子学的理想选择。

电化学晶体管与血液和水兼容，可以放大重要信号，使其特别适用于生物医学传感。这种晶体管可以使可穿戴设备在生物设备接口处进行现场信号处理。潜在的应用包括测量心跳、血液中的钠和钾水平，以及用于研究睡眠障碍的眼动。

“所有现代电子产品都使用晶体管，可以快速开关电流。”该研究的联合通讯作者托宾·j·马克斯(Tobin J. Marks)说。“在这里，我们使用化学来增强开关。我们的电化学晶体管将性能提升到一个全新的水平。你拥有传统晶体管的所有属性，但更高的跨导(它可以提供放大的衡量标准)，超稳定的开关特性循环，可以实现高密度集成的小占地面积，以及简单、低成本的制造。”

马克斯是材料科学和有机电子学领域的世界领导者。他是温伯格艺术与科学学院催化化学Vladimir N. Ipatieff教授，麦考密克工程学院材料科学与工程、化学和生物工程教授。

垂直电化学晶体管是基于一种新型电子聚合物和垂直结构，而不是平面结构。它既导电又导电，在空气中很稳定。新材料的设计和合成以及晶体管的制造和表征需要化学家、材料科学家和生物医学工程师的合作专长。

马克斯和温伯格化学研究教授安东尼奥·法切蒂(Antonio Facchetti)一起领导了这个研究团队;黄伟，现任中国电子科技大学教授;以及麦考密克学院生物医学工程教授乔纳森·里夫内。

Rivnay说:“这种令人兴奋的新型晶体管使我们能够同时使用生物系统和电子系统的语言。生物系统通常通过离子信号进行交流，而电子系统则通过电子进行交流。”“这种晶体管作为‘混合导体’非常有效地工作的能力，使它们在生物电子诊断和治疗方面具有吸引力。”

这项研究详细介绍了高效的电化学晶体管，并发表在本周的《自然》杂志上。

Facchetti说:“由于它们的垂直结构，我们的电化学晶体管可以一个接一个地堆叠起来。”“因此，我们可以制造非常密集的电化学互补电路，这对于传统的平面电化学晶体管来说是不可能的。”

为了制造更可靠和更强大的电子电路，需要两种类型的晶体管:带正电荷的p型晶体管和带负电荷的n型晶体管。这种类型的电路称为互补电路。研究人员过去面临的挑战是n型晶体管难以制造，而且通常不稳定。

这是首次证明两种类型(p+n)电化学晶体管具有相似且非常高性能的电化学晶体管。这导致了非常有效的电化学互补电路的制造。

这项研究的题目是“用于互补电路的垂直有机电化学晶体管”。黄、陈建华和姚瑶是共同第一作者。

美国西北大学(Northwestern University)和柔性电子公司Flexterra联合黄伟、陈建华、夏宇、安东尼奥·法切蒂(Antonio Facchetti)和托宾·马克斯(Tobin Marks)提出了一项专利申请。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。