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資料圖：類皮膚彈性半導體

近日，美國斯坦福大學研究人員首次制備出一種可用于制作晶體管的可自愈彈性聚合物，為新一代可穿戴設(shè)備開辟了道路，相關(guān)論文日前在《自然》期刊發(fā)表，《自然》同期評論文章中表示，該研究實現(xiàn)了復雜有機電子表面模仿人類皮膚，是仿生學發(fā)展的一座里程碑。

斯坦福大學研究人員通過將剛性半導體聚合物與柔性材料結(jié)合，制作出了像人體皮膚一樣可以拉伸、形成褶皺、自我愈合的半導體，能夠用于可穿戴設(shè)備、電子皮膚乃至柔性機器人。

這種新的聚合物在拉伸到原來尺寸的兩倍以后，仍然保持原有的導電性能，與非晶硅的導電性能一致（非晶硅是制作控制液晶顯示像素的晶體管陣列時會用到的材料）。

研究人員表示，制作彈性半導體聚合物一直以來都是個難題。彈性材料的典型設(shè)計規(guī)則是讓材料更軟、結(jié)晶度更低。但一般的高性能半導體聚合物，都需要高度結(jié)晶且硬度較高，導致材料硬且脆，容易碎裂。

為解決這個難題，研究人員首先使用含有二酮吡咯并吡咯（DPP）單元的聚合物（DPP中大量的碳鍵使其硬度和結(jié)晶度高）；然后，在不改變聚合物整體導電性能的前提下，替換掉5%~10%的DPP，通過減少碳鍵的數(shù)量使材料變得更軟；最后，研究人員再往其中加入另外一種更軟、很容易形成氫鍵的彈性聚合物。由此得到了一種全新的材料。拉伸這種新材料時，里面的化學鍵會斷開吸收機械能，而應(yīng)力釋放時，這些鍵又會重新結(jié)合起來。

這種彈性晶體管材料由兩部分組成：一是剛性的半導體，二是連接這些半導體的無定形鏈。拉伸時，無定形鏈間由氫鍵連接，收縮時氫鍵斷裂吸收機械應(yīng)力。該材料經(jīng)過1000次拉伸循環(huán)后（拉伸至雙倍尺寸又重新縮回），開始出現(xiàn)一些裂紋，導電性也輕微降低。但使用溶劑蒸汽處理150℃的熱板上加熱之后，該材料可以自我愈合，并且?guī)缀跬耆謴驮镜膶щ娦阅堋?/FONT>