生物友好型溫度傳感技術的研發

近日，韓國工業技術院電子計算機系和KIST 混合材料研究中心共同發表了可精確、快速測量由光引起的溫度變化的透明溫度傳感器研發成果，該技術將對依賴敏感溫度變化的各種生物設備的應用作出貢獻。

等離子納米材料由于其獨特的光熱特性，近年來被廣泛應用于腦神經刺激、藥物輸送、癌癥治療、超高速PCR 等生物領域。然而，利用光熱現象測量溫度仍依賴于熱成像相機間接、緩慢的測量方法，導致其不適合在幾毫秒到幾十微米水平上變化很快的單細胞水平局部溫度測量。由于缺乏溫度變化的精確信息，光熱效應盡管具有廣泛的應用效應，但人們對精確溫度變化帶來的生物學變化和穩定的臨床應用仍存在擔憂。

為此，聯合研究組利用溫差引起電荷快速轉移產生電壓的熱電效應開發出了在幾毫秒內就能測量溫度快速變化的傳感器技術，特別是利用透明的導電聚合物“PEDOT:PSS”有機熱電層建立減少光干擾的直接光熱測量技術。

50 nm 薄的PEDOT:PSS 熱電傳感器在可見光區內具有97%的高透明度，可直接應用于光熱區域，最大限度地減少了光干擾，適用于各種光熱生物工程和醫療。此外，由于聚合物熱電材料可以使用低溫溶液工藝，因此使用在噴墨打印工藝制備上比一般半導體容易，且具有高度的設計自由度，因此在打印工藝中具有很大的優勢。

該透明溫度傳感器技術可理解為利用光控制大腦活動的光學神經接口機制，這一點最近在光遺傳學中得到了廣泛的理解，是分析局部高溫原理的關鍵。此外，基于無功運行原理，該技術有望應用于可穿戴設備、透明顯示設備、功率半導體局部劣化分析等下一代半導體技術。

該技術最大優點是能快速產生局部熱量，精確測量光熱效應，這一點意義重大。通過微半導體工藝，將其與各種生物電子芯片相結合，未來有望深入進行到生物工程和生物醫學。