厉害了！超薄有机光电检测器将通过指尖实现医学诊断功能

RIKEN研究人员开发了一种塑料薄膜，它比人的头发还要薄，可以弯曲数千次而不影响其探测光的能力 (出自“Advanced Materials”《先进材料》：“保形光电容积描记图传感器的超柔性近红外有机光电探测器”)。研究人员通过将它附着在指尖用作高灵敏度的血流传感器，从而展示了它在皮肤医学诊断方面的应用潜力。

可穿戴医疗设备必须对患者来说舒适，但是这可能很难实现，因为用于构建传感器的材料具有一定的脆性，如硅材料。然而，聚合物技术的最新进展已经提出了一种柔软的导电有机分子薄片形式的解决方案，它可以弯曲以适应身体的机械运动。

RIKEN紧急物质科学中心的taka o Someya和KenjiroFujuda及其同事一直在开发聚合物设备，这种设备也能探测近红外光——一种能安全穿透并照亮皮肤下几毫米的组织的辐射形式。但是他们很难用这些设备实现高速信号的读取，尤其是当它们被拉伸时。不良的皮肤构造和应力可能是导致的电子速度降低的原因。

为了解决这些问题，该研究小组旨在从根本上减少聚合物近红外探测器典型的100微米厚度。为此，他们在聚合物聚对二甲苯的基底上沉积了一层近红外敏感的芳香族聚合物“活性层”，然后用聚对二甲苯涂覆该器件，从而优化其活性层的物理布局。他们还使用了特氟隆层，以便于从支撑玻璃上剥离薄膜。

这项研究的第一作者Sungjun Park指出:“在极薄的聚合物上制造器件需要纳米级的结构工程，以最大限度地减少能量密集型过程，如应变。因为我们通过一层一层的方式组装器件组件，所以我们可以将它们定位在应力最小的中性平面上。这保持了器件在严重机械变形下的性能。”

通过以上方法，我们可以得到只有3微米厚的超薄器件，且它在测试过程中显示出非凡的耐用性，即使压缩到原来尺寸的一半，对近红外光的响应时间也保持毫秒级。这种聚合物的纤细形状使得它能够紧密附着在身体的弯曲部位，并消除测量过程中运动造成的人为因素。

研究人员们受这些结果的启发后，将聚合物附着在志愿者的指尖上进行测试，并证明它可以作为一种利用红外光测量血流特性的装置，其灵敏度超过了传统的玻璃基板装置。

该研究小组打算将这种光电探测器与有机发光二极管、电源(太阳能电池或电池)和处理器集成，以实现自供电传感器系统。

文章来自Nanowerk News，原文题目为Ultrathin organic photodetectors put wearable diagnostics at one?s fingertips，由材料科技在线汇总整理。