印刷的电子产品可以在稀薄的空气中充电

消耗少量电力的电子产品是发展半导体的关键物联网在美国，日常物品都与互联网相连。许多新兴技术，来自穿戴要使医疗保健设备成为智能家居和智能城市，就需要具有成本效益的晶体管和电子电路，能够以最低的能源消耗运行。

印刷电子产品是一种简单而廉价的制造电子产品的方式，它可能为在非传统的基材上(如衣服、塑料包装或纸)制造低成本电子设备铺平道路，并为日常用品提供“智能”。

然而,这些设备需要在低能源和电力消耗的情况下运行，以有助于现实世界的应用。尽管印刷技术已经有了相当大的进步，但功耗仍然是一个挑战——可用的不同解决方案对商业生产来说太复杂了。

现在，来自中国苏州大学(中国)的研究人员与来自中国科学院、英国和沙特阿拉伯的合作者合作，开发了一种印刷电子产品的方法，可以用来制造低成本的设备，在稀薄的空气中充电。甚至我们周围的无线电信号也足以为它们提供能量。

由于为许多设备提供动力的商用电池寿命有限，而且对环境有负面影响，研究人员正在开发能够在超低能量水平下自动运行的电子产品。

研究人员开发的技术是基于“双极性”薄膜晶体管的高性能电子电路，因为它们只使用一种半导体材料在通道中传输负电荷和正电荷，在一个被称为“深亚阈值”的操作区域中——这个短语本质上是指晶体管在一个通常被认为是“关”状态的区域中工作。该团队创造了“深-阈下双极”这个短语，指的是前所未有的超低工作电压和功耗水平。

研究人员说，如果由这些设备制成的电子电路由标准的AA电池供电，它们可能会连续运行数百万年。

该团队还包括来自剑桥大学、上海科技大学和阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的研究人员，他们使用了打印的碳纳米管——超薄的碳圆柱体——作为双极性半导体达到这个结果。

“多亏了深-亚阈值双极方法，我们创造出了满足现实世界应用对电源和电压要求的印刷电子产品，并为遥感和‘放置-遗忘’设备打开了机会，这些设备可以在没有电池的情况下运行整个生命周期。”来自剑桥大学工程系的Luigi Occhipinti说。“至关重要的是，我们的超低功耗印刷电子产品制造简单且具有成本效益，克服了该领域的长期障碍。”

该研究的联合首席作者、来自苏州大学的Vincenzo Pecunia教授说:“我们的印刷电子产品方法可以扩大规模，制造出廉价的无电池设备，可以从环境中获取能量，比如阳光或无处不在的电磁波，比如我们的手机和wifi基站产生的能量。”佩妮亚曾是剑桥大学卡文迪什实验室的博士生和博士后研究员。

这项工作为新一代的自动供电电子设备铺平了道路生物医学应用智能家居、基础设施监控以及以指数增长的物联网设备生态系统。

这项研究发表了ACS Nano．

4月12日更新:

Vincenzo Pecunia教授是这项研究的主要作者之一，他和他的小组成员隶属于苏州大学。因此句子已经调整,以显示他们的主要角色:“现在,来自苏州大学的研究人员(中国),中国科学院与合作者合作,英国和沙特阿拉伯,印刷电子产品已经开发出一种方法,可以用来制造低成本设备充电从稀薄的空气中。”

此外，在之前的版本中，“合著者”Luigi Occhipinti被命名为“共同首席作者”。