环境稳定和可拉伸的聚合物电子,通过表面绑定纳米结构的分子级保护来实现
Yu Zheng1,2, Lukas Michalek1, Qianhe Liu1
1Department of Chemical Engineering, Stanford University, Stanford, CA, USA.
Nature nanotechnology
|June 15, 2023
概括
一个新的分子保护层提高了可拉伸聚合物半导体 (PSC) 在恶劣环境中的稳定性. 这一突破为生理流体应用提供了耐用,柔软的电子产品.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 可拉伸聚合物半导体 (PSC) 对于开发软电子产品至关重要.
- 环境的不稳定性,特别是在水分和生物流体的存在下,阻碍了PSCs的实际应用.
- 现有的封装方法往往是庞大且效率较低的.
研究的目的:
- 为可拉伸的聚合物半导体开发一个坚固而薄的保护层.
- 为了提高PSC在具有挑战性的环境条件下的运营稳定性.
- 为了使可伸缩电子产品在与生理流体直接接触时能够使用.
主要方法:
- 在PSC表面上醇链的共价功能化.
- 形成密集,纳米结构的化分子保护层 (FMPLs).
- 描述FMPL的特性,包括疏水性,厚度和保护能力.
主要成果:
- 与较厚的聚合物封装剂相比,FMPL (~6nm) 显示出更高的保护性.
- 带有FMPL的PSC在潮湿的空气,水和人造汗水中长时间 (长达82天) 保持稳定的电荷载体移动性 (~1 cm^2 V^-1 s^-1).
- FMPL有效地阻断了水的吸收和扩散,并提高了对光氧化降解的抵抗力.
结论:
- 表面绑定纳米结构的FMPL为实现环境稳定的可拉伸聚合物电子提供了高度有效的策略.
- 这种方法显著提高了PSC在涉及生理流体的应用中的耐用性和可靠性.
- 开发的FMPL技术为先进的,持久的软电子设备铺平了道路.
