衣服手套可以監(jiān)測體征，智能手機(jī)可以疊成小塊、平板電腦可以卷進(jìn)口袋.....近日，天津大學(xué)李榮金、胡文平教授團(tuán)隊在有機(jī)場效應(yīng)晶體管領(lǐng)域取得突破，國際首次實現(xiàn)“二維有機(jī)單晶可控制備”技術(shù)，研制出新型高性能有機(jī)晶體管材料，這意味著“薄如蟬翼、溫柔體貼”的可穿戴電子設(shè)備距離我們不再遙遠(yuǎn)。
柔性電子設(shè)備是指在一定形變（彎曲、折疊、扭轉(zhuǎn)、壓縮或拉伸）條件下仍可工作的電子設(shè)備，被認(rèn)為是“未來電子設(shè)備的發(fā)展潮流”，如可穿戴傳感器、可植入醫(yī)療器械、可彎曲手環(huán)、可折疊手機(jī)等，有望使人類的生產(chǎn)生活方式發(fā)生顛覆性改變。
柔性電子設(shè)備之所以能夠柔軟彎曲，其奧秘在于使用了輕薄柔韌的有機(jī)電子元器件進(jìn)行制造。眾所周知，晶體管是電子元器件的重要組成部分，而有機(jī)晶體管則是構(gòu)成柔性電子器件最重要的基本原件。目前主流的有機(jī)晶體管材料存在結(jié)構(gòu)缺陷多、穩(wěn)定性差等問題。如何制備出低缺陷、高穩(wěn)定性的有機(jī)晶體管材料成為了全球科學(xué)家亟待攻克的難題。
李榮金、胡文平教授團(tuán)隊創(chuàng)造性地發(fā)明了“水面空間限域法”，利用單個或數(shù)個分子層厚的二維有機(jī)單晶制備有機(jī)場效應(yīng)晶體管，在國際上首次實現(xiàn)了“二維有機(jī)單晶可控制備”，為人類提供了一類新型、高性能有機(jī)晶體管材料。研究發(fā)現(xiàn)，基于這種新型二維有機(jī)單晶的有機(jī)晶體管光電性能十分優(yōu)異，可實現(xiàn)對微弱紅外信號的探測，這也為下一步制造高性能柔性紅外探測器奠定了基礎(chǔ)。
該項成果是有機(jī)電子學(xué)領(lǐng)域的重大技術(shù)突破。相關(guān)研究成果已由團(tuán)隊碩士生王晴晴和博士生王聰分別以第一作者身份發(fā)表于國際頂級學(xué)術(shù)刊物《美國化學(xué)會志》和《先進(jìn)材料》。
