生物友好型温度传感技术的研发

近日，韩国工业技术院电子计算机系和KIST 混合材料研究中心共同发表了可精确、快速测量由光引起的温度变化的透明温度传感器研发成果，该技术将对依赖敏感温度变化的各种生物设备的应用作出贡献。

等离子纳米材料由于其独特的光热特性，近年来被广泛应用于脑神经刺激、药物输送、癌症治疗、超高速PCR 等生物领域。然而，利用光热现象测量温度仍依赖于热成像相机间接、缓慢的测量方法，导致其不适合在几毫秒到几十微米水平上变化很快的单细胞水平局部温度测量。由于缺乏温度变化的精确信息，光热效应尽管具有广泛的应用效应，但人们对精确温度变化带来的生物学变化和稳定的临床应用仍存在担忧。

为此，联合研究组利用温差引起电荷快速转移产生电压的热电效应开发出了在几毫秒内就能测量温度快速变化的传感器技术，特别是利用透明的导电聚合物“PEDOT:PSS”有机热电层建立减少光干扰的直接光热测量技术。

50 nm 薄的PEDOT:PSS 热电传感器在可见光区内具有97%的高透明度，可直接应用于光热区域，最大限度地减少了光干扰，适用于各种光热生物工程和医疗。此外，由于聚合物热电材料可以使用低温溶液工艺，因此使用在喷墨打印工艺制备上比一般半导体容易，且具有高度的设计自由度，因此在打印工艺中具有很大的优势。

该透明温度传感器技术可理解为利用光控制大脑活动的光学神经接口机制，这一点最近在光遗传学中得到了广泛的理解，是分析局部高温原理的关键。此外，基于无功运行原理，该技术有望应用于可穿戴设备、透明显示设备、功率半导体局部劣化分析等下一代半导体技术。

该技术最大优点是能快速产生局部热量，精确测量光热效应，这一点意义重大。通过微半导体工艺，将其与各种生物电子芯片相结合，未来有望深入进行到生物工程和生物医学。