韓國研究人員提出了一種基于熱電效應(yīng)的噴墨打印高速、透明溫度傳感器，可直接精確監(jiān)測光熱效應(yīng)。這種溫度傳感器由高度透明的有機熱電材料組成，同時具有優(yōu)異的生物相容性和亞毫秒級的時間分辨率。這種透明熱電溫度傳感器技術(shù)有望促進各種光熱生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。?

憑借其獨特的光加熱特性，使用等離子體納米材料的光熱效應(yīng)近來在很多生物應(yīng)用領(lǐng)域獲得了廣泛關(guān)注，如腦神經(jīng)刺激、藥物輸送、癌癥治療和超高速PCR等。然而，通過光熱現(xiàn)象測量溫度變化，仍然需要依賴熱成像相機間接且緩慢的測量方法，這使其不適合在單個細胞水平上進行局部溫度測量，這些場景中的溫度變化很快，通常在毫秒量級。

由于缺乏關(guān)于溫度變化的精確信息，光熱效應(yīng)技術(shù)盡管具有廣泛的應(yīng)用潛力，但也使人們迫切希望了解精確溫度變化引起的生物學(xué)變化，以及對穩(wěn)定臨床應(yīng)用的擔(dān)憂。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，韓國大邱慶北科學(xué)技術(shù)院（DGIST, Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology）電氣工程與計算機科學(xué)系的Hongki Kang教授和韓國科學(xué)技術(shù)研究院（Korea Institute of Science and Technology，簡稱KIST）軟性混合材料研究中心的Seungjun Chung博士等研究人員組建的聯(lián)合研究團隊，開發(fā)了一種溫度傳感器技術(shù)，可以利用熱電效應(yīng)快速測量不到幾個毫秒時間內(nèi)的溫度變化，其中，電壓信號通過溫度差觸發(fā)的快速電荷轉(zhuǎn)移產(chǎn)生。

特別值得關(guān)注的是，該團隊利用透明PEDOT:PSS（一種適合儲存電荷的導(dǎo)電聚合物）有機熱電層，構(gòu)建了一種減少光干擾的直接光熱現(xiàn)象測量技術(shù)。

這種厚度為50 nm的PEDOT:PSS熱電傳感器在可見光區(qū)平均透明度高達97%，可以直接應(yīng)用于光熱現(xiàn)象，最大限度地減少光干擾，適用于各種光熱生物工程和醫(yī)療應(yīng)用。此外，由于所使用的聚合物熱電材料可以采用低溫溶液工藝，因此能夠利用噴墨印刷工藝制備，相比一般的半導(dǎo)體工藝更簡單，設(shè)計自由度更高，因此在印刷工藝中更具優(yōu)勢。

通過這項研究開發(fā)的透明熱電溫度傳感器技術(shù)，可以用來理解光學(xué)神經(jīng)接口使用光控制大腦活動的機制（近期通過光遺傳學(xué)被人們認識）。這是一項關(guān)鍵技術(shù)，因為它可以用來分析局部高熱治療癌細胞的原理。此外，預(yù)計它還可以應(yīng)用于下一代半導(dǎo)體技術(shù)，如可穿戴設(shè)備、透明顯示設(shè)備，以及基于無功運行原理的功率半導(dǎo)體局部退化分析。

DGIST電氣工程與計算機科學(xué)系Hongki Kang教授表示：“我們提出了一種直接精確測量光熱效應(yīng)的技術(shù)，其最大優(yōu)勢是快速產(chǎn)生局部熱量，這一點非常重要。我們期待未來通過半導(dǎo)體工藝將其與各種生物電子芯片相結(jié)合，從而實現(xiàn)深入的生物工程分析和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用?！?/p>

審核編輯：劉清