Исследователи из Северо-Западного университета (Чикаго, США) утверждают, что они разработали революционный транзистор, который, как ожидается, идеально подойдет для легкой, гибкой и высокопроизводительной биоэлектроники. Электрохимический транзистор, основанный на новом виде электропроводящего полимера и вертикальной, а не плоской архитектуре, совместим с кровью и водой, и может усиливать важные сигналы, что делает его особенно полезным для биомедицинских датчиков.

Исследователи говорят, что такой транзистор может позволить носимым устройствам обрабатывать сигналы непосредственно на месте интерфейса биологического устройства. Потенциальные области применения включают измерение частоты сердечных сокращений и уровней натрия и калия в крови, а также движения глаз для изучения нарушений сна.

Транзистор проводит как электричество, так и ионы и сохраняет стабильность на воздухе. Разработка и синтез новых материалов, а также изготовление и определение характеристик транзисторов потребовали совместной работы химиков, материаловедов и инженеров-биомедиков.

«Этот захватывающий новый тип транзистора позволяет нам говорить на языке как биологических систем, которые часто взаимодействуют с помощью ионных сигналов, так и электронных систем, которые взаимодействуют с помощью электронов, – говорит Джонатан Ривней (Jonathan Rivnay), профессор биомедицинской инженерии в школе Маккормика. – Способность транзисторов очень эффективно работать в качестве «смешанных проводников» делает их привлекательными для биоэлектронной диагностики и терапии».

Антонио Факкетти (Antonio Facchetti), профессор химии Колледжа искусств и наук Вайнберга, добавляет: «Благодаря вертикальной архитектуре наши электрохимические транзисторы можно располагать один на другом. Таким образом, мы можем создавать очень плотные электрохимические комплементарные схемы, что невозможно при использовании обычных плоских электрохимических транзисторов».

Для создания более надежных и мощных электронных схем необходимы транзисторы двух типов проводимости: p-типа, переносящие положительные заряды, и n-типа, переносящие отрицательные заряды. Схемы такого типа называются комплементарными. Проблема, с которой исследователи сталкивались в прошлом, заключалась в том, что транзисторы n-типа сложны в изготовлении и, как правило, нестабильны.

По словам исследователей, это первая работа, демонстрирующая электрохимические транзисторы со схожими и очень высокими характеристиками для обоих типов (p+n) проводимости. Это позволило создать очень эффективные электрохимические комплементарные схемы.