有機生物電子學是利用共軛聚合物在生物系統中其獨特的電荷和離子傳輸性能而發展起來的一種器件。在這眾多的生物電子器件中，電化學晶體管可以構筑在適合的基底上，能夠傳輸微弱的生物信號。這些優點以及低于1V的工作電壓特點，使得OECTs在在體內和體外能夠放大微弱的生物信號。然而目前的OECTs材料存在著一系列問題，從而限制了其廣泛的應用，其中兩個關鍵因素：一，操作穩定性；二，基底粘附性。
Figure 1. Chemical structure of Polymers
針對操作穩定性和基底粘附性，中山大學岳晚教授課題組根據不同的側鏈設計了以上五種聚合物，并對這五種聚合物的摻雜過程、晶體結構、形貌特征以及OECT性能進行了表征。
Figure 2. Output, transfer, and switching (drain current ID and applied gate voltage VG pulses) characteristics of the OECTs fabricated using (a, b, c) PIBET-AO, (d, e, f) PIBET-O, and (h, i, j) PIBET-BO as active materials. All transfer and switching characteristics have been acquired at constant drain voltage VD = – 0.6 V.
其中PIBET-AO表現出很高的性能，最大跨導(gm)達到了14 mS，開始電壓（Vth）0.44 V, 最大開關比達到了2.2 x 104。對PIBET-AO和PIBET-O進行了操作穩定性的研究，發現PIBET-O進行了40 min的運行，電流下降了90%，而PIBET-AO運行6 h，3628圈循環，電流基本保持不變，表現出超高的操作穩定性，并且對其機理進行了解釋。
此外，對PIBET-AO和PIBET-O基底粘附性進行了研究，在模擬人體體液電解質中，進行了1.5 h的超聲，之后再將其進行器件表征，發現PIBET-AO的電流基本不變，而PIBET-O的電流變成了0。從而說明了PIBET-AO表現出了極高的基底粘附性，又將PIBET-AO涂在柔性襯底PET上，超聲后對其紫外吸收做了表征，發現吸收曲線和之前的吸收基本不變，從而說明PIBET-AO具備用來制作柔性可穿戴器件的潛力。
乙二醇-烷基鏈混合鏈在不降低跨導性能的前提下，提高了器件的操作穩定性和基底粘附性，為OECT材料的實際應用提供了重要的方法和策略，并且具有應用到柔性器件上的巨大潛力。
相關成果發表在Chemistry of Materials（Yazhou Wang, Erica Zeglio*, Hailiang Liao, Jinqiu Xu, Feng Liu, Zhengke Li, Iuliana Petruta Maria, Damia Mawad, Anna Herland, Iain McCulloch, and Wan Yue*. DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b03798）, 該論文的第一作者為中山大學材料科學與工程學院王亞洲博士，通訊作者為岳晚教授。岳晚教授主要從事有機共軛結構的分子和器件設計以及應用的拓展，個人首頁:http://mse.sysu.edu.cn/node/530
致謝：感謝論文共同通訊作者為澳大利亞新南威爾士大學Erica Zeglio提供的器件方面的支持，感謝李正珂副教授，感謝廖海良、于亞蘋博士，碩士研究生羅祎格、姚麗萍、郭彥君，其中特別感謝本科生徐玉淳、薛香、楊欣茹。
