從天然橡膠被發(fā)現(xiàn)再到合成橡膠被廣泛應(yīng)用的數(shù)百年里，橡膠通常都被用做彈性、絕緣的結(jié)構(gòu)材料，比如手套、氣球、汽車輪胎等等。最近的一項研究成果或?qū)㈩嵏踩藗兊恼J(rèn)知，原來橡膠也可以是半導(dǎo)體和導(dǎo)體，還能制造出全橡膠晶體管、傳感器等電子設(shè)備！
進(jìn)入21世紀(jì)以來，一種新興的電子器件——“柔性可拉伸電子器件”進(jìn)入了快速發(fā)展階段。由于具有優(yōu)越的機(jī)械性能，柔性可拉伸電子器件在健康監(jiān)測、醫(yī)療植入器件、人造皮膚以及人機(jī)交互等眾多傳統(tǒng)與新興領(lǐng)域具有巨大的技術(shù)優(yōu)勢以及廣泛的應(yīng)用前景。不過，目前廣泛存在的電子材料，尤其半導(dǎo)體材料，往往是脆性不可拉伸的，難以直接應(yīng)用于柔性可拉伸電子器件。現(xiàn)在的主要解決方案是將不可拉伸的材料設(shè)計成特殊結(jié)構(gòu)，例如褶皺、蛇形、彈簧、“孤島互連”等等，以此在拉伸、扭曲、彎曲時承受機(jī)械變形并免遭破壞。但是這些方法也有工藝復(fù)雜、結(jié)構(gòu)可靠性差、制作成本高的缺點，難以大規(guī)模應(yīng)用于柔性可拉伸電子器件。
美國休斯敦大學(xué)機(jī)械工程、電子工程以及材料工程系的余存江教授（點擊查看介紹）課題組在該領(lǐng)域取得了新的突破。他們開發(fā)了新型的橡膠半導(dǎo)體、橡膠導(dǎo)體材料，并用這些材料制作成的全橡膠晶體管、各種傳感器以及機(jī)器人皮膚。
他們首先巧妙的設(shè)計并制備出基于半導(dǎo)體納米纖維與硅橡膠的復(fù)合橡膠半導(dǎo)體材料。該復(fù)合材料由聚3-己基噻吩納米纖維與聚二甲基硅氧烷（P3HT-NF/PDMS）制成，其不僅具有優(yōu)良的機(jī)械拉伸性能，而且具有良好的半導(dǎo)體電性能。這種橡膠半導(dǎo)體能夠在拉伸50%的情況下仍能保持良好的半導(dǎo)體電性能。與傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料相比，橡膠半導(dǎo)體的機(jī)械性能實現(xiàn)了巨大的突破。他們還制作了可拉伸的橡膠導(dǎo)電材料，比如橡膠金和橡膠銀。總的來說，這些橡膠電子材料與傳統(tǒng)電子材料相比，都具有優(yōu)越的的機(jī)械拉伸延展性能，同時還能滿足對材料的電性能需求。
利用這些橡膠電子材料（圖1），該課題組成功制成了全橡膠晶體管（圖2）以及各種全橡膠傳感器，如壓力、應(yīng)變、溫度傳感器等。全橡膠晶體管在拉伸50%的情況下能夠正常工作，并且與不拉伸狀態(tài)相比，其載流子遷移率能夠保持55%。各種傳感器也具有良好的感測性能。
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