這種新型的納米二極管 不怕被水淹沒

（原標題：這種新型的納米二極管 不怕被水淹沒）

該團隊由北京國家納米科學中心、美國北卡羅來納大學教堂山分校、美國NuMat Technologies公司、韓國UNIST公司的科學家組成，並在《自然納米技術》期刊上發表了關於chemoelectronic的文章。

他們用四種有機分子隨機組成的大量“配體”包裹住金質納米粒子，創造出了獨一無二的chemoelectronic。每個配體在入水或是潮溼的環境中都能產生一個不同的電荷相關（Charge-related）效果。例如某個配體溶解後就會釋放出正離子，並留下納米顆粒包裹住負離子。而相對的，也會存在某個配體會使納米顆粒包裹正離子並釋放負離子。

而後者結合兩種類型的金屬納米顆粒與電荷相反的配體，就會創建出一種能夠模擬出PN結的化學模型。

它們能夠將帶有正電納米的複合物聚合到一邊，把帶負電荷的複合物聚集到另一側。而離子將能夠在它們之間自由移動，正離子與負離子互相吸引來到另一邊，周而復始。

這樣就會導致設備中的電荷分佈不均，形成界面電壓。而界面電壓則能夠形成一種脫離設備的“偏好”——在電子的轉移過程中偏向另一個方向，就像二極管那樣。

“配體四周包圍着自由運動的抗衡離子。關鍵在於要使這些移動中的抗衡離子能夠在電場中得到應用，並以此建立離子梯度，最終使得電子流經納米粒子。”——Unist Bartosz Grzybowski

這個系統有可能將會成爲可穿戴傳感器領域中最理想的應用技術之一。Chemoelectroinc電路中聚合物電子的轉換速率變化，可以直接通過計算檢測出每分鐘在化學層面上的變化，而這些變化只需要很少的能量就能被轉化爲電子信號，並靈活的進行邏輯運算。

但這項技術中最吸引人的還是——chemoelectronic電路在溼鹹環境下極強的適應性。

研究人員可以通過用四種不同的配體納米顆粒作爲外套，來製作出不同的傳感器，用於測量溼度、氣體和金屬離子等。

爲了讓這些傳感器和電路能夠被廣泛採用，他們還需要進一步提升轉換速率以及耐用性。目前，當這種傳感器在從潮溼的環境進入乾燥環境之中時，就會出現脫水開裂。

“這些電路其實非常簡易。人們需要做的只是把他們從水或醇中解放。然而如果真正想要在現實世界中使用的話，仍將需要一些更好的噴墨設備以及更專業的電氣工程師來完成，我們只是一羣化學家。”——Grzybowski

儘管存在着諸多挑戰，這個神奇的電路看起來仍然是一種非常有潛力的解決方案。不僅僅是因爲其邏輯電路能夠在潮溼的環境中使用，對於如何構建納米二極管和晶體管也是一種新的突破。

“由於反離子梯度存在於任何單一的納米粒子之中，所以只需要基於單個納米粒子就可以構成二極管或是晶體管。此外，由於納米粒子也具有光反應的特性，所以我們正在探究把光控電路加入這一系統的可行性。”——Grzybowski