米乐m6官方网站 (AIST) CNT 应用研究中心 (主任：Kenji Hata) 的 CNT 应用开发团队的 Atsuko Sekiguchi（高级研究员）和 Fumiaki Tanaka（前 AIST 博士后研究员）开发了一种晶体管，其柔软性和坚固性堪比布料，可承受各种负载（拉伸、弯曲、扭曲、压缩和冲击）。

晶体管不使用金属、氧化物等硬质材料，仅由单壁碳纳米管（SWCNT）、橡胶、凝胶等软质碳基材料制成；这使得所有材料能够响应所施加的载荷而整体变形。当晶体管贴在衣服上并穿着时，它会成为织物的一部分并贴合人体，对身体造成的压力很小。未来有望应用于医疗领域的人体监测电子器件，如生物传感系统、个人护理机器人的皮肤等。

这项研究的详细信息很快将在线发表在美国科学杂志上，纳米字母.

足够坚韧，可以粘在衣服上清洗

与布料媲美的柔软度的电子设备可以实现日常生活中健康状况（如脉搏、心律失常、皮肤温度等）的监测系统，而不会对人体造成太大的压力。然而，迄今为止，很难实现一种既柔软又坚固的设备，因为传统的电子设备是由金属、氧化物和合金等硬质材料制成的。

产业技术研究所一直着眼于网状结构的SWCNT的弹性特性，开发出导电性SWCNT橡胶复合材料（产业技术研究所2011年10月12日新闻）和高精度成型性的SWCNT橡胶复合材料（产业技术研究所2013年8月28日新闻）。此外，由于SWCNT具有金属和半导体特性，AIST还开发了一种选择性分离出可用作晶体管的半导体SWCNT的技术（AIST新闻稿2011年5月11日）。

在本研究中，研究人员利用网络结构的SWCNT的电学特性和弹性行为来开发仅由弹性体材料制成的晶体管：他们使用导电SWCNT橡胶复合材料作为电极，使用半导体SWCNT作为通道。

本研究的部分内容得到了日本科学技术振兴机构 CREST 研究领域“通过工艺集成创建具有新颖功能的纳米系统”研究课题“通过自组装工艺制造的功能集成 CNT 柔性纳米 MEMS 器件”（2009 财年 - 2013 财年）的支持。

开发的侧栅晶体管示意性地如图1（左上）所示。源极、漏极和栅极由导电SWCNT橡胶复合材料制成；沟道是半导体SWCNT；介电层为离子凝胶；基材为硅橡胶。所有组成材料都具有与布料相似的机械性能，并且不使用硬质金属或氧化物。晶体管的特性如图1（右）所示。导通电流为 –50 µA，开/关比为 10⁴，与之前报道的柔性晶体管相当。

图1：晶体管（左上）、组成元件（左下）及其性能（右）的示意图

图 2 显示了晶体管每种构成材料以及各种金属、塑料和织物的杨氏模量和弹性极限，作为柔韧性和韧性的指标。
晶体管构成材料以及各种金属、塑料和织物的杨氏模量和弹性极限如图2所示，作为柔韧性和韧性的指标。杨氏模量是应力与应变的比值，表明材料的柔软程度。弹性极限是材料能保持可逆拉伸性和柔韧性的最大应变，表示材料具有可拉伸性。图2表明晶体管的所有组成材料（导电SWCNT橡胶复合材料、离子凝胶和硅橡胶）都具有与织物类似的柔软性和坚固性。

图2：晶体管的每种构成材料和各种其他材料的杨氏模量和弹性极限

图3为晶体管被高跟鞋踩踏前后的特性（压力：约25MPa）。由于所有材料整体变形，因此界面处的应力、应变等集中度降低，阶梯化后晶体管的特性（例如导通电流和开/关比）几乎没有变化。尽管承受着如此大的压力（可能是它在日常生活中可能承受的最严重的负载之一），晶体管并没有损坏并继续保持其特性。

图3：晶体管被高跟鞋后跟“踩”（主图）及其前后的表现（插图）

研究人员计划将晶体管与柔性传感器和柔性能源设备相结合，开发人体监测系统，例如用于医疗用途的人体压力分布传感系统。他们的目标是开发出人性化的电子设备，可以像衣服一样穿着，不会给人体带来任何负担。