據外媒報道，一種新的有機（碳基）半導體材料已經被開發出來，其性能優於現有的選擇，可用於構建下一代的生物傳感器。由阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）科學家領導的一個國際研究小組率先克服了開發這種聚合物的一些關鍵挑戰。
目前，許多研究工作都花在了新型生物傳感器上，這些傳感器與身體直接互動，檢測關鍵的生物化學物質，並作為健康和疾病的指標。
KAUST團隊的前研究科學家Rawad Hallani說：“為了使傳感器與身體相容，我們需要使用具有與生物組織相匹配的機械性能的軟性有機材料。”
Hallani解釋說，這種聚合物被設計用於稱為有機電化學晶體管（OECTs）的設備。對於這些類型的設備，該聚合物應允許特定的離子和生化化合物滲透到聚合物中，並對其進行摻雜，這反過來可以調節其電化學半導電性能。他說：“電化學特性的波動就是我們作為OECT的輸出信號而實際測量的東西。”
該團隊不得不面對幾個化學挑戰，因為即使聚合物結構的微小變化也會對性能產生重大影響。許多其他研究小組曾試圖製造這種特殊的聚合物，但KAUST團隊是第一個獲得成功的。
他們的創新是基於被稱為聚噻吩的聚合物，在精確控制的位置上連接着被稱為乙二醇的化學基團。學習如何以以前沒有實現的方式控制乙二醇基團的位置是該突破的一個關鍵方面。
Hallani說：“確定正確的聚合物設計以滿足你所尋找的所有標準是艱難的部分。有時能夠優化材料性能的東西會對其穩定性產生負面影響，因此我們需要牢記聚合物的能量和電子特性。”
複雜的計算化學模型被用來幫助實現正確的設計。該團隊還得到了專門的X射線散射分析和掃描隧道電子顯微鏡的幫助，以監測其聚合物的結構。這些技術揭示了乙二醇基團的位置如何影響材料的微觀結構和電子特性。
KAUST團隊的Iain McCulloch說：“我們對Rawad在聚合物合成方面取得的進展感到興奮，我們現在期待着在特定的生物傳感器設備中測試我們的新聚合物。”McCulloch說，該研究小組現在正試圖提高聚合物和用它們製造的傳感器的穩定性，因為它們正從實驗室演示走向現實世界的應用。