分级氢键共轭聚合物半导体

150%应变下迁移率仍过1

通过多级动态氢键网络同步解决拉伸性、自愈性与高迁移率的兼容难题，打破本征权衡。

Yue, Haoguo · 王瑛 · Zhihao, Meng · Luo, Shaochuan · Haonan, Geng · Junxuan, Tu · Jun, Jin · 周东山 · 张雷 · 甄永刚 · 胡文平

National Science Review 2026

具体参数

裂纹起始应变

{'zh': '150', 'en': '150'} %

愈合后迁移率恢复率

{'zh': '90', 'en': '90'} %

载流子迁移率

{'zh': '1.01', 'en': '1.01'} cm² V⁻¹ s⁻¹

技术优势

拉伸到150%也不开裂

分级氢键网络在拉伸时通过较弱键的可逆断裂耗散能量，较强键维持网络完整性，裂纹起始应变高达150%，远超传统共轭聚合物。

划伤后性能恢复九成

愈合处理后可恢复90%的载流子迁移率，多级氢键的动态重排使材料能够自主修复机械损伤和电学性能。

拉伸下迁移率仍破1

即使在150%应变下，基于该聚合物的全拉伸晶体管仍保持1.01 cm² V⁻¹ s⁻¹的迁移率，实现了以往自愈性半导体中无法企及的高性能。

应用场景

• 可拉伸晶体管：用作可拉伸逻辑与驱动单元，在动态形变下保持稳定开关特性。
• 电子皮肤：兼具拉伸与自愈，贴合皮肤并耐受反复变形，实现触觉/生理信号采集。
• 柔性脑机接口：在柔软脑组织表面可靠工作，自愈性延长植入或贴附器件的使用寿命。
• 可穿戴健康监测：在衣物或皮肤上随运动拉伸而不失效，连续监测生理信号。
• 软体机器人感知：整合至软体执行器表面，承受大变形同时感知接触、应变等环境信息。