筑波大學(xué)的研究人員通過使用由導(dǎo)電聚合物制成的離子凝膠，創(chuàng)建了一種新的基于碳的電氣設(shè)備，即π離子凝膠晶體管(PIGT)。這項(xiàng)工作可能會導(dǎo)致更便宜，更可靠的柔性可印刷電子產(chǎn)品。

有機(jī)導(dǎo)體是可以承載電流的碳基聚合物，有可能從根本上改變電子設(shè)備的制造方式。這些導(dǎo)體具有可以通過化學(xué)修飾進(jìn)行調(diào)整的特性，并且可以輕松地印刷為電路。與當(dāng)前的硅太陽能電池板和晶體管相比，基于有機(jī)導(dǎo)體的系統(tǒng)可能更加靈活且易于安裝。但是，如果共軛聚合物鏈由于不正確的加工而變得無序，則它們的電導(dǎo)率會大大降低，這極大地限制了它們與現(xiàn)有技術(shù)競爭的能力。

現(xiàn)在，由筑波大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員制定了一種通過形成“離子凝膠”來保留有機(jī)導(dǎo)體電學(xué)特性的新方法。在這種情況下，聚(對亞苯基亞乙炔基)(PPE)鏈周圍的溶劑被離子液體代替，然后變成凝膠。使用共聚焦熒光顯微鏡和掃描電子顯微鏡，研究人員能夠驗(yàn)證有機(jī)導(dǎo)體的形態(tài)。

“我們證明了π離子凝膠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是PPE的納米纖維網(wǎng)絡(luò)，非常擅長可靠地導(dǎo)電”，作者Yohei Yamamoto教授說。

除充當(dāng)離域電子的導(dǎo)線外，聚合物鏈還引導(dǎo)可移動離子的流動，這可幫助將載流子移動到碳環(huán)。這允許電流流過設(shè)備的整個體積。所產(chǎn)生的晶體管可以在不到20微秒的時間內(nèi)響應(yīng)電壓變化而導(dǎo)通和截止，這比以前的任何此類器件都要快。

山本教授解釋說：“我們計劃利用超分子化學(xué)和有機(jī)電子學(xué)的這一先進(jìn)技術(shù)來設(shè)計各種柔性電子設(shè)備。” 快速的響應(yīng)時間和高電導(dǎo)率為柔性傳感器開辟了道路，這些傳感器在不犧牲速度或性能的情況下，易于與有機(jī)導(dǎo)體相關(guān)的制造。