納米電子在生物醫(yī)學設(shè)備中具有廣泛的潛在應(yīng)用

（文章來源：攜手健康網(wǎng)）

納米墻，納米橋，納米“叢林體育館”：看起來像是Lilliputian村莊的描述，但是它們是實際的3D打印組件，在納米電子，智能材料和生物醫(yī)學設(shè)備中具有潛在的應(yīng)用。基礎(chǔ)科學研究所(韓國IBS)內(nèi)的軟物質(zhì)和生命物質(zhì)中心(CSLM)的研究人員已經(jīng)改進了3-D納米印刷工藝，該工藝可產(chǎn)生自堆疊，高而窄的納米結(jié)構(gòu)。

正如他們在Nano Letters上的最新出版物(“具有高長寬比的三維堆疊納米體系結(jié)構(gòu)的近場靜電紡絲”)所示，該團隊還使用該技術(shù)生產(chǎn)了具有高光學透射率和可控電導率的透明納米電極。

近場靜電紡絲(NFES)技術(shù)由填充有聚合物溶液的注射器組成，該聚合物溶液懸浮在平臺上方，該聚合物溶液收集噴射出的納米纖維，并進行了預編程以根據(jù)左右方向來回移動。所需最終產(chǎn)品的形狀。注射器和平臺具有相反的電荷，因此從針頭出來的聚合物射流被吸引到平臺，形成在平臺上固化的連續(xù)纖維。

由于電紡噴嘴難以處理，因此該技術(shù)僅限于二維(2-D)結(jié)構(gòu)或中空圓柱三維(3-D)結(jié)構(gòu)，通常具有幾微米的相對較大的纖維直徑。通過向聚合物溶液中添加適當濃度的氯化鈉(NaCl)，IBS研究人員能夠更好地控制平臺上的納米纖維沉積。這確保了堆疊在彼此之上的納米纖維層的自發(fā)對準，從而形成壁。

該研究的通訊作者Yoon-Kyoung Cho說：“盡管它高度適用于各個領(lǐng)域，但使用傳統(tǒng)的靜電紡絲技術(shù)很難構(gòu)建具有多種設(shè)計的堆疊納米纖維?！?“我們的實驗表明，鹽可以解決問題?！?/p>

鹽提供的好處與收費有關(guān)。注射器和平臺之間的電壓差在聚合物溶液中產(chǎn)生正電荷，在平臺中產(chǎn)生負電荷，但是殘留的正電荷保留在平臺上的固化纖維中。研究小組發(fā)現(xiàn)，將鹽施加到聚合物溶液上會增強電荷耗散，從而導致納米纖維射流與沉積在平臺上的纖維之間產(chǎn)生更高的靜電吸引。

基于這種機制，該團隊能夠生產(chǎn)出最小寬度約為92納米，最大高度為6.6微米的高而窄的納米壁，并構(gòu)建了各種3D納米結(jié)構(gòu)，例如彎曲的納米壁陣列，納米“叢林體育館”和尺寸可控制的納米橋。

為了證明這些納米結(jié)構(gòu)的潛在應(yīng)用，研究人員與蔚山國立科學技術(shù)大學(UNIST)教授Hyunhyub Ko合作，制備了3D納米電極，該電極具有嵌入透明和柔性聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜中的銀涂層納米壁。 。他們證實，可以通過納米纖維層的數(shù)量來調(diào)節(jié)電阻(納米壁越高，電阻越小)，而不會影響光傳輸。

“有趣的是，這種方法可以潛在地避免透明電極中的光透射率和薄層電阻之間的權(quán)衡。用20、40、60、80或100層納米纖維制成的3-D銀納米線陣列具有可變的電導率，但很穩(wěn)定該研究的第一作者楊錫樸總結(jié)說。
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