编辑推荐：
为解决疏水性 P3HT 和 DPPDTT 基 OECTs 离子渗透有限、难以兼具可拉伸性与高性能的问题，研究人员开发了具褶皱多孔结构的 P3HT 和 DPPDTT 气凝胶基可拉伸高性能 OECTs，其提升了离子传输，可用于生物传感和人工突触，推动柔性电子发展。
在柔性电子与智能穿戴设备蓬勃发展的当下，能够实时监测生理信号、模拟神经功能的可拉伸电子器件成为研究热点。有机电化学晶体管（OECTs）因低电压工作、高灵敏度等特性备受关注，但其核心挑战在于：常用的疏水性半导体聚合物（如 P3HT 和 DPPDTT）制成的致密活性层离子渗透效率低，导致器件性能受限，同时难以兼顾可拉伸性与高导电性，这极大阻碍了其在可穿戴生物传感器和柔性神经形态器件中的应用。因此，开发兼具高离子传输效率与优异拉伸性能的 OECTs 成为领域内亟待突破的关键科学问题。
为攻克上述难题，同济大学的研究人员开展了相关研究，成果发表在《Biomaterials》。他们通过预拉伸策略结合溶胶 - 凝胶法与模板技术，成功制备出基于 P3HT 和 DPPDTT 气凝胶的可拉伸高性能 OECTs。研究发现，这种气凝胶具有褶皱多孔结构，不仅显著提升了离子渗透与传输能力，还赋予器件出色的拉伸稳定性，为柔性电子器件的性能提升提供了新思路。
研究中用到的主要关键技术方法包括：
- 溶胶 - 凝胶法结合冷冻干燥制备 P3HT 和 DPPDTT 气凝胶薄膜，以聚乙烯醇（PVA）/ 氧化石墨烯（GO）气凝胶为多孔模板；
- 单轴预拉伸工艺构建褶皱多孔结构，提升材料拉伸性能；
- 器件制备技术实现气凝胶基 OECTs 的构建，并用于生物传感与神经形态模拟。
气凝胶基 OECTs 的制备与结构表征
通过溶胶 - 凝胶法与模板技术，以 PVA/GO 气凝胶为模板，结合冷冻干燥工艺，制备出 P3HT 和 DPPDTT 气凝胶薄膜。单轴预拉伸处理使气凝胶形成独特的褶皱多孔结构，孔隙率高达 81–86%，拉伸率可达 40%，兼具高导电性与可拉伸性。
离子传输性能与器件性能提升
与致密薄膜基 OECTs 相比，气凝胶基 OECTs 的多孔结构显著促进离子渗透与传输，使跨导（transconductance）和μCs（μ为电荷载流子迁移率，Cs为面电容）值显著提升。实验表明，气凝胶基 OECTs 的跨导性能优于传统致密结构器件，证明多孔结构对离子传输的优化作用。
可拉伸生物传感器的应用
基于气凝胶基 OECTs 开发的可拉伸生物传感器，可实时检测汗液、唾液、血清、果汁等复杂样本中的痕量抗坏血酸（AA）。检测范围广、灵敏度高，填补了可拉伸 OECTs 在生物传感领域的应用空白，为可穿戴健康监测设备提供了新方案。
人工突触与神经形态模拟
气凝胶基 OECTs 还可作为可拉伸人工突触，用于神经形态计算模拟。其具备的可拉伸性与稳定的电学性能，使其在柔性神经形态器件中展现出潜力，为构建可拉伸人工神经网络提供了新途径。
研究结论与意义
本研究首次开发了基于 P3HT 和 DPPDTT 气凝胶的可拉伸高性能 OECTs，通过独特的褶皱多孔结构设计，解决了疏水性半导体聚合物离子渗透与拉伸性能的瓶颈问题。研究结果表明，气凝胶基 OECTs 在生物传感、神经形态计算等领域具有显著应用价值，为高性能柔性电子器件的发展提供了通用策略。该工作不仅拓展了气凝胶材料在电子器件中的应用，也为可穿戴设备与智能医疗的结合开辟了新方向，有望推动柔性电子与生物医学交叉领域的进一步发展。
