用于有机电化学晶体管的共轭聚合物纤维的剪切增强杂交技术

《Advanced Functional Materials》：Shear-Intensified Hybridization of Conjugated Polymer Fibers for Organic Electrochemical Transistors

高绩效共轭聚合物纤维通过剪切增强杂交机制与石墨烯氧化物复合实现性能提升，其OECTs器件载流子迁移率提高45%，所构建的86 V/V高增益全纤维互补逆变器可放大生理信号。

　　

摘要

高性能且机械性能优异的共轭聚合物纤维对于提升基于有机电化学晶体管（OECTs）的可穿戴设备功能至关重要。本文介绍了一种通过添加剂工程策略实现的新型剪切增强杂化（SIH）技术，该技术显著增强了聚（苯并咪唑苯并菲）（BBL）纤维的性能。该方法利用湿法纺丝过程中的流体剪切作用，并精确地引入氧化石墨烯纳米片，随后将其热还原为功能化石墨烯（FG）。这种由SIH机制驱动的协同效应使得BBL/FG杂化体系中的分子取向更加有序，π–π堆叠效果得到改善，界面相互作用也得到增强。优化后的BBL/FG纤维具有208 MPa的拉伸强度，展现出出色的实际应用潜力。用这种杂化纤维制成的OECTs的归一化跨导率提高了54%，载流子迁移率提高了45%。此外，基于这些OECTs构建的全纤维互补逆变器在纤维电子器件中实现了86 V/V的高增益，能够成功放大微弱的生理信号。本研究阐明了添加剂工程所实现的SIH机制，并为高性能全纤维半导体电路提供了一个可靠的平台。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。