科学家用天然棉纤维造出晶体管

2011-10-29 19:46 来源: 科技日报
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  据美国物理学家组织网10月27日报道,美国、法国和意大利科学家组成的国际科研团队使用天然棉纤维制造出了晶体管,为在不远的将来制造出整合有电子产品的、更智能功能更强大而多样的服装铺平了道路。

  该研究由美国康奈尔大学的纤维科学家、意大利博洛尼亚大学的物理学家和意大利卡利亚里大学的工程师们以及法国国立圣-艾蒂安纳高等矿业学院的材料学家们一起完成,该研究的第一作者是卡利亚里大学的乔治·马塔纳。美国康奈尔大学纺织品纳米技术实验室主要对纤维和纤维的功能等方面提供技术支持,其他研究人员则贡献了物理学、电子工程学、有机电子学方面的知识和技能。康奈尔大学纺织品纳米技术实验室负责人胡安·海尼艾斯特罗扎说:“使用棉纤维制造晶体管为我们实现电子产品和纺织品之间的无缝连接提供了新的方法和视角,使我们能制造出功能更完备、更丰富的可穿戴电子设备。”

  该国际科研团队在制造晶体管的过程中使用了一项新技术,以棉为衬底,利用金纳米粒子、半导体聚合物以及导电聚合物制成一种保形涂层(防潮、防盐雾和防静电“三防产品”的俗称),这种保形涂层具有棉的不规则表面形状,可用来修改天然棉纤维的电子行为。

  在研究中,科学家们首先在棉粗糙的表面制造出了一个纳米粒子的保形层。第二层制成导电的涂层或半导体涂层,最后制造出晶体管。研究人团队采用该技术研制出了两类晶体管:有机电化学晶体管和有机场效应晶体管。这两类晶体管都被用作集成电路(集成电路控制了手机、电视和游戏操作台等普通设备的功能)的元件广泛地应用于电子工业中。

  海尼艾斯特罗扎表示,最新发明代表了一个重要的进步,它为制造更加复杂的设备——诸如棉基电路奠定了基础。这将使服装面料能感应身体的温度,自动为人体加热或降温;监测高风险病人的心率或血压;监测高效能运动员的锻炼情况等。

  海尼艾斯特罗扎强调,或许终有一天,我们甚至能采用结绳纪事(远古时人类没有发现文字,想要记住一件事或一个数字就没有办法,后来就用绳子打个结表示1,两个结表示2,上古时期的中国及秘鲁印地安人皆有此习惯)的方式用棉制造出计算机。