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用絲綢和石墨烯制成的柔性電路即將問世

發(fā)布日期:2024-09-23     177 次


綢作為珍貴商品,已有數(shù)千年歷史。現(xiàn)在,它有望引領(lǐng)微電子和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的全新方向。

雖然絲蛋白已被用于設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品,但其應(yīng)用范圍一直受限,部分原因在于絲纖維的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。然而,由美國能源部西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)已突破這一難題。他們?cè)凇犊茖W(xué)進(jìn)展》(Science Advances)雜志上報(bào)告稱,研究團(tuán)隊(duì)在石墨烯(一種導(dǎo)電性優(yōu)異的碳基材料)上成功形成了一層均勻的二維絲蛋白膜。

這種新型材料——石墨烯與絲蛋白的結(jié)合——有望成為可調(diào)諧的敏感晶體管,應(yīng)用于可穿戴和植入式健康傳感器。PNNL團(tuán)隊(duì)還看到了其在計(jì)算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的潛力,作為關(guān)鍵組件構(gòu)建“憶阻器”,模仿大腦功能并推動(dòng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

研究人員通過精確控制實(shí)驗(yàn)室條件,使絲蛋白片層高度有序排列,并形成常見的平行β-片結(jié)構(gòu)。成像研究和理論計(jì)算表明,這些薄膜具有穩(wěn)定的自然結(jié)構(gòu),其厚度不到DNA鏈的一半,支持生物電子工業(yè)的小型化趨勢(shì)。

此研究是控制功能電子元件絲層的第一步,未來的關(guān)鍵研究領(lǐng)域包括提高絲綢集成電路的穩(wěn)定性與導(dǎo)電性,以及探索其在生物可降解電子產(chǎn)品中的應(yīng)用潛力。

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