Nyheter

Tack för att du besöker Naturen.Webbläsarversionen du använder har begränsat stöd för CSS.För bästa upplevelse rekommenderar vi att du använder en nyare version av webbläsaren (eller stänger av kompatibilitetsläget i Internet Explorer).Samtidigt, för att säkerställa fortsatt support, kommer vi att visa webbplatser utan stilar och JavaScript.
Mjuka elektroniska enheter som är hudliknande och töjbara till sin natur är avgörande för förverkligandet av nästa generations fjärrmedicinska och förebyggande medicin för avancerad personlig hälsovård,1,2,3,4.Den senaste utvecklingen inom väsentligen sträckbara ledare och halvledare har möjliggjort mycket mekaniskt robusta och hudanpassade elektroniska kretsar eller optoelektroniska enheter2,5,6,7,8,9,10.Deras driftfrekvens är dock begränsad till under 100 Hz, vilket är mycket lägre än den frekvens som krävs för många applikationer.Här rapporterar vi att i sig töjbara dioder baserade på töjbara organiska och nanomaterial kan fungera vid frekvenser upp till 13,56 MHz.Driftsfrekvensen är tillräckligt hög för trådlös drift av mjuka sensorer och elektrokroma displaypixlar med radiofrekvensidentifiering, där basfrekvensen är 6,78 MHz eller 13,56 MHz.Detta uppnås genom kombinationen av rimlig materialdesign och utrustningsteknik.Specifikt har vi utvecklat en töjbar anod, katod, halvledare och strömavtagare som kan uppfylla de stränga kraven för högfrekvent drift.Slutligen integrerade vi dioden med en töjbar sensor, elektrokrom displaypixel och antenn för att realisera en töjbar trådlös tagg, vilket visar hur vår diod fungerar.Detta arbete är ett viktigt steg för att förverkliga de förbättrade funktionerna och egenskaperna hos hudliknande bärbara elektroniska produkter.
Alla priser är nettopriser.Moms tillkommer i kassan senare.Skatteberäkningen görs i kassan.
Sim, K. etc. En epikardiell bioelektronisk lapp tillverkad av mjukt gummimaterial som kan kartlägga elektrofysiologiska aktiviteter i tid och rum.Nat.elektronisk.3, 775–784 (2020).
Wang, S. etc. Dermatologi för skalbar tillverkning av väsentligen töjbara transistormatriser.Nature 555, 83–88 (2018).
Miyamoto, A. et al.Icke-inflammatorisk, andningsbar, lätt, töjbar elektronisk enhet för huden med nanonät.Nat.nanoteknik.12, 907–913 (2017).
Zheng, Y. et al.Monolitisk optisk mikrolitografi av flexibla kretsar med hög densitet.Science 373, 88–94 (2021).
Liang, J., Li, L., Niu, X., Yu, Z. och Pei, Q. Flexibla polymerljusavgivande anordningar och displayer.Nat.Foton.7, 817–824 (2013).
Kim, H., Sim, K., Thukral, A. & Yu, C. Gummielektronik och sensorer kommer från det naturligt töjbara elastiska kompositmaterialet av halvledare och ledare.vetenskap.Advanced 3, e1701114 (2017).
Kim, J.-H.& Park, J.-W.I huvudsak töjbara organiska lysdioder.vetenskap.Adv.7, eabd9715 (2021).
Wang, Z. etc. Den naturligt töjbara organiska solcellen som uppnås med transfertryckmetoden har en effektomvandlingseffektivitet på mer än 10 %.Avancerade funktioner.alma mater.31, 2103534 (2021).
Ja, J. etc. Den inneboende effektiviteten på mer än 11% kan sträcka ut organiska solceller.ACS Energy Corporation 6, 2512-2518 (2021).
Kaltenbrunner, M. et al.Ultralätt design för elektroniska plastprodukter som inte är lätta att upptäcka.Nature 499, 458–463 (2013).
Minev, IR, etc. Elektronisk dura mater för långsiktig multimodal neurala gränssnitt.Science 347, 159–163 (2015).
Khodagholy, D. etc. NeuroGrid: Registrera aktionspotentialer på hjärnans yta.Nat.Neurovetenskap.18, 310–315 (2015).
Wang, C., Wang, C., Huang, Z. & Xu, S. Material och strukturer för mjuk elektronik.Senior alma mater.30, 1801368 (2018).
Kim, D.-H.Vänta.En silkesfibroinlöslig film som används för ultratunna konforma biointegrerade elektroniska produkter.Nat.alma mater.9, 511–517 (2010).
Gao, W. etc. En helt integrerad bärbar sensoruppsättning för multi-kanals in-situ svettanalys.Nature 529, 509–514 (2016).
Matsuhisa, N., Chen, X., Bao, Z. och Someya, T. Material och strukturell design av töjbara ledare.Kemiskt samhälle.Upps. 48, 2946–2966 (2019).
Wang, S., Oh, JY, Xu, J., Tran, H. & Bao, Z. Elektroniska produkter inspirerade av huden: ett framväxande paradigm.Cumulative Chemical Reservoir 51, 1033–1045 (2018).
Kim, H., Thukral, A., Sharma, S. & Yu, C. Biaxiellt töjbar helt elastisk transistor baserad på gummiliknande halvledarnanokompositer.Senior alma mater.Teknologi.3. 1800043 (2018).
Sim, K. etc. Helt gummiintegrerad elektronik från mycket mobila, i sig töjbara halvledare.vetenskap.Advanced 5, 14 (2019).
Niu, S. etc. Trådlöst kroppsområdessensornätverk baserat på skalbara passiva taggar.Nat.elektronisk.2, 361–368 (2019).
Huang, Z. etc. Tredimensionell integrerad töjbar elektronisk utrustning.Nat.elektronisk.1, 473–480 (2018).
Bandoka, AJ etc. Batterifritt, hudgränssnitt mikrofluidiskt/elektroniskt system för simultan elektrokemi, kolorimetri och volymanalys av svett.vetenskap.Advanced 5, 587 (2019).
Steudel, S. etc. Jämförelse av organiska diodstrukturer för högfrekvent likriktning i RFID-taggar.J. Application Physics 99, 114519 (2006).
Viola, FA etc. 13,56 MHz likriktare baserad på alla bläckstråletryckta organiska dioder.Senior alma mater.32, 2002329 (2020).
Higgins, SG, Agostinelli, T., Markham, S., Whiteman, R. & Sirringhaus, H. Organiska diodlikriktare baserade på högpresterande konjugerade polymerer för kretsar för närfältsenergiskörd.Senior alma mater.29, 1703782 (2017).
Zhou, X., Yang, D. och Ma, D. Helpolymer-fotodetektorer med extremt låg mörkström, hög responsivitet och spektralt svar varierar från 300 nm till 1000 nm.Avancerat urval.alma mater.3, 1570–1576 (2015).
Huang, J. et al.En högpresterande lösningsbehandlad organisk fotodetektor för nära-infraröd avkänning.Senior alma mater.32, 1906027 (2020).
Heljo, PS, Schmidt, C., Klengel, R., Majumdar, HS & Lupo, D. Elektrisk och termisk analys av frekvensberoende filamentomkopplare i tryckta likriktardioder.organisation.elektronisk.20, 69–75 (2015).
Bose, I., Tetzner, K., Borner, K. & Bock, K. Luftstabil, högströmstäthet, lösningsbearbetbar amorf organisk likriktardiod (ORD) för lågkostnadstillverkning av flexibel passiv lågfrekvens RFID-taggar.Mikroelektronik.pålitlig.54, 1643–1647 (2014).
Lee, Y. etc. En oberoende hälsoövervakningsplåster i realtid baserad på ett töjbart organiskt fotoelektriskt system.vetenskap.Advanced 7, eabg9180 (2021).
Gao, H., Chen, S., Liang, J. och Pei, Q. Elastiska ljusemitterande polymerer förstärkta av interpenetrerande nätverk.ACS-applikation alma mater.Gränssnitt 8, 32504–32511 (2016).
Li, L. etc. En solid-state inneboende töjbar polymer solcell.ACS-applikation alma mater.Gränssnitt 9, 40523–40532 (2017).
Tack, YT, etc. Förverkliga väsentligen töjbara organiska solceller genom laddningsextraktionsskikt och ljuskänslig materialteknik.ACS-applikation alma mater.Gränssnitt 10, 21712–21720 (2018).
Matsuhisa, N. etc. Sträckbar transistor med hög transkonduktans realiserad genom kontrollerad guldmikrosprickmorfologi.Avancerad elektronik.alma mater.5. 1900347 (2019).
Zhou, Y. et al.En allmän metod för att tillverka elektroder med låg arbetsfunktion för organisk elektronik.Science 336, 327–332 (2012).
Wang, Y. etc. En mycket töjbar, transparent och ledande polymer.vetenskap.Advanced 3, e1602076 (2017).
Lipomi, DJ, Tee, BC-K., Vosgueritchian, M. & Bao, Z. Sträckbara organiska solceller.Senior alma mater.23, 1771–1775 (2011).
Kang, C. et al.1 GHz pentacendiodlikriktaren realiseras genom kontrollerad tunnfilmsavsättning på Au-anoden som behandlas av SAM.Avancerad elektronik.alma mater.2. 1500282 (2016).
Matsuhisa, N. etc. En mekaniskt hållbar och flexibel organisk likriktardiod med polyetyleniminetoxylerad katod.Avancerad elektronik.alma mater.2. 1600259 (2016).
Borchert, JW, etc. Flexibla lågspännings högfrekventa organiska tunnfilmstransistorer.vetenskap.Advanced 6,1-9 (2020).
Mountain Village, A. etc. Lagerkontrollerade organiska enkristaller på wafernivå för höghastighetskretsdrift.vetenskap.Advanced 4, 21 (2018).
Wang, X. etc. Används för trådlös multi-site tumörbehandling, tryckt bio-elektromagnetik som kan klistras in med flytande metall elektronisk hud tid och rumskontroll.Avancerade funktioner.alma mater.29, 1907063 (2019).
Liu, Z. et al.Tjockleksgradientfilm som används för töjbara töjningssensorer med hög töjningsfaktor.Senior alma mater.27, 6230–6237 (2015).
JK O'Neill, S. et al.Kolblommabaserad flexibel trycksensor gjord av stor ytbeläggning.Senior alma mater.Gränssnitt 7, 2000875 (2020).
Jeon, J., Lee, H.-B.-R.& Bao, Z. Flexibel trådlös temperatursensor baserad på nickelpartikelfyllt binärt polymerkompositmaterial.Senior alma mater.25, 850–855 (2013).
Wang, C. etc. Små kinoidmolekyler baserade på tiofen-diketopyrrolopyrrol används som lösningsbearbetbara och luftstabila organiska halvledare: längden och grenpositionerna för alkylsidokedjorna justeras till högpresterande n-kanals organisk fälteffektöverföring.ACS-applikation alma mater.Interface 7, 15978–15987 (2015).
Ito, Y. et al.Ett kristallint supersmidigt självmonterat monolager av alkylsilan för organiska fälteffekttransistorer.J. Am Chemical Society.131, 9396–9404 (2009).