Ein Team von Ingenieuren hat erfolgreich drahtbasierte Transistoren aus Flachsdrähten hergestellt. Auf diese Weise können sie elektronische Geräte erstellen, die aus dünnen Fäden hergestellt wurden, die in Stoff eingewebt, auf der Haut getragen oder zur diagnostischen Überwachung sogar chirurgisch implantiert werden können. Vollflexible elektronische Geräte können verschiedene Anwendungen ermöglichen, die an verschiedene Formen angepasst werden können und gleichzeitig freie Bewegung ermöglichen, ohne die Funktion zu beeinträchtigen.
In ACS Interfaces and Applied Materials wurde eine Studie veröffentlicht, in der die Autoren ihre Bemühungen zum Entwurf der ersten drahtbasierten Transistoren (TBTs) beschrieben, die in einfachen und drahtbasierten Logikschaltungen und integrierten Schaltungen entwickelt werden können. Diese Schaltungen ersetzen die starre Komponente verschiedener flexibler Geräte, und in Kombination mit drahtbasierten Sensoren können vollständig flexible und gemultiplexte Geräte erstellt werden.
Das Gebiet der flexiblen Elektronik wächst exponentiell, und die meisten Geräte erreichen Flexibilität, indem sie Metalle und Halbleiter in “wellenförmige” Strukturen modellieren, die im Wesentlichen flexible Materialien wie leitfähige Polymere biegen oder verwenden können. Diese “weichen” elektronischen Komponenten ermöglichen die Anwendung von Geräten, die sich an das biologische Gewebe (Haut-, Herz- oder Gehirngewebe) anpassen und dehnen können, in das sie eingebettet sind.
Drahtbasierte Elektronik bietet im Vergleich zu Elektronik auf Basis flexibler Materialien und Polymere eine größere Flexibilität, Materialvielfalt und kann laut den Forschern ohne Reinräume hergestellt werden. Die Ingenieure von Tufts waren auch in der Lage, eine Reihe von Garn-basierten Temperatur-, Spannungs-, Glukose-, optischen und sogar mikrofluidischen Garnen herzustellen, mit denen Proben entnommen oder Medikamente vom / zum umgebenden Gewebe abgegeben werden konnten. Die in dieser Studie entwickelten drahtbasierten Transistoren ermöglichen die Erstellung von Logikschaltungen, mit deren Hilfe das Verhalten und die Reaktion dieser Komponenten gesteuert werden können.
Rachel Owyeung ist Doktorandin an der Tufts University School of Engineering und die Erstautorin der Studie sagte: „In Laborexperimenten konnten wir zeigen, wie unser Gerät Änderungen der Natrium- und Ammoniakkonzentrationen an mehreren Standorten überwachen kann. . Theoretisch könnten wir die integrierte Schaltung, die wir aus TBTs hergestellt haben, skalieren, um eine Vielzahl von Sensoren, die viele Biomarker an vielen verschiedenen Orten verfolgen, mit einem einzigen Gerät zu verbinden. “
Sameer Sonkusale ist Professor für Elektro- und Computertechnik an der Tufts University School of Engineering und korrespondierender Autor der Studie. Er sagte: „Die Entwicklung von TBTs war ein wichtiger Schritt bei der Herstellung vollflexibler elektronischer Produkte Wir können jetzt unsere Aufmerksamkeit darauf lenken, das Design und die Leistung dieser Geräte für potenzielle Anwendungen zu verbessern. Es gibt viele medizinische Anwendungen, bei denen die Echtzeitmessung von Biomarkern bei der Behandlung von Krankheiten und der Überwachung der Gesundheit von Patienten wichtig sein kann. Die Fähigkeit, ein flexibles und flexibles Diagnoseüberwachungsgerät, das der Patient kaum bemerkt, vollständig zu integrieren, könnte sehr leistungsfähig sein. “
