增加了可折疊高性能防水晶體管的生物傳感器可長期植入大腦
2019-03-05 18:53:50 未知哥倫比亞大學的科學家們開發出可折疊而又功能強大的防水晶體管，這些裝置可用于構建小型化醫療傳感器，腦機接口或長期植入物。硅基晶體管與液體不能很好地混合，因為它們的金屬元件可能在幾秒鐘內發生短路或腐蝕。而為它們安裝剛性的防水裝置又會使得電子設備體積龐大且難以植入。
對于必須同時具有柔韌性和防水性的設備 - 例如醫療傳感器 - 塑料有機電子產品是未來的有前途的解決方案，但目前，它們的性能遠遠落后于其硅制的兄弟。
由Dion Knodagholy，Jennifer Gelinas和George Spyropoulos領導的研究團隊現已開發出有望成為兩全其美的產品：可折疊的防水晶體管，其速度足以支持實時等高性能應用醫療監控或植入式腦機接口。
晶體管的基本組成部分是電荷載流子源自的“源極”，代表電荷端點的“漏極”和連接兩者的“溝道”。這里的主要創新是晶體管通道的獨特設計。
這種晶體管可以使用離子，身體的電荷載體進行通信，其速度足夠快，可以執行神經生理學所需的復雜計算，即神經系統功能的研究，它由完全生物相容的材料制成，可以與離子和電子相互作用，從而更有效地與身體的神經信號進行通信。
通道由導電聚合物制成。當離子穿過它時，嵌入通道本身的補充離子與它們相互作用，有效地縮短了它們在通往晶體管漏極的路上所需的距離。與相同尺寸的類似離子裝置相比，這種技巧將晶體管的性能提高了一個數量級。
研究人員證明了他們的技術在腦電圖（EEG）中的應用，記錄了頭皮表面的人腦波。由于尺寸和性能的改進，傳感器的接觸尺寸可以減少五個數量級，整個裝置可以輕松地適應于毛囊之間，從而為患者帶來更舒適的體驗。
在生物監測方面，其他用途可能包括心臟，肌肉和眼球運動的記錄。閉環裝置例如用于治療某些形式的難治性癲癇的裝置，也是未來可能的應用。
生物傳感器(biosensor)，是一種對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器。是由固定化的生物敏感材料作識別元件（包括酶、抗體、抗原、微生物、細胞、組織、核酸等生物活性物質）、適當的理化換能器（如氧電極、光敏管、場效應管、壓電晶體等等）及信號放大裝置構成的分析工具或系統。生物傳感器具有接受器與轉換器的功能。
