目前,许多研究工作都投入到了新的研究领域生物传感器它们直接与身体相互作用,以检测关键的生物化学物质,并作为健康和疾病的指标。“对于一个传感器为了与身体相容,我们需要使用有机软质材料具有与生物材料相匹配的机械性能组织Rawad Hallani说,他是凯斯特团队的前研究科学家,他在美国和英国的几所大学和研究人员一起开发了这种聚合物。
哈拉尼解释说,这种聚合物是为被称为有机电化学晶体管(OECT)的器件设计的。对于这些类型的装置,聚合物应允许特定离子和生化化合物渗透到聚合物中并对其进行掺杂,从而调节其电化学半导体特性。“电化学性质的波动是我们实际测量的OECT输出信号,”他说。
该团队不得不面对几个化学挑战,因为即使是聚合物结构的微小变化都可能对性能产生重大影响。许多其他研究小组也试图制造这种特殊的聚合物,但KAUST的团队是第一个成功的。
他们的创新是基于称为聚噻吩的聚合物,其化学基团称为二醇,连接在精确控制的位置。学习如何以以前未实现的方式控制乙二醇基团的位置是该突破的一个关键方面。哈拉尼说:“确定合适的聚合物设计,以符合你正在寻找的所有标准,是困难的一部分。”。“有时,能够优化材料性能的东西会对其稳定性产生负面影响,因此我们需要记住聚合物的能量和电子特性。”
复杂的计算化学模型被用来帮助实现正确的设计。该团队还得到了专门的x射线散射分析和扫描隧道电子显微镜的帮助显微镜监测聚合物的结构。这些技术揭示了乙二醇基团的位置如何影响材料的微观结构和电子性能。“我们对Rawad在聚合物合成方面取得的进展感到兴奋,我们期待着在特定的生物传感器设备中测试我们的新聚合物。”KaStUrand团队的Iain McCulloch说,他也隶属于英国牛津大学。
McCulloch说,随着聚合物从实验室演示走向现实应用,研究小组现在正试图提高聚合物和由其制成的传感器的稳定性。
这项研究发表在美国化学学会杂志.
来源:阿卜杜拉国王理工大学