细胞膜激发新的超薄电子薄膜

日本研究人员已经开发出一种新方法来构建大面积的半导体材料，这种材料只有两个分子厚，总共4.4纳米高。这些薄膜起到薄膜晶体管的作用，并且在柔性电子或化学探测器中具有潜在的未来应用。这些薄膜晶体管是利用液体溶液处理创建的半导体单分子双层膜的第一个例子，这是一种标准制造工艺，可最大限度地降低成本。

“我们希望为电子设备提供真实细胞膜的特性：灵活，强大，灵敏，超薄。我们发现了一种设计半导体单分子双层膜的新方法，使我们能够制造高达100平方厘米的大表面积( 39平方英寸。它们可以作为高性能薄膜晶体管发挥作用，并可能在未来有很多应用，“最近研究出版物的第一作者助理教授Shunto Arai说。

东京大学应用物理系教授Tatsuo Hasegawa带领团队制作了这部新电影。成功的突破是一种称为几何挫折的概念，它使用分子形状，使分子难以在多个层中彼此堆叠。

该薄膜是透明的，但是当通过显微镜从上方观察薄膜时，分子之间的吸引力和排斥力产生有组织的，重复的人字形图案。双层的整体分子结构非常稳定。研究人员认为应该可以用不同功能的不同分子构建相同的结构。

当前胶片中使用的各个分子分为两个区域：头部和尾部。一个分子的头部堆叠在另一个分子的顶部，它们的尾巴指向相反的方向，因此分子形成垂直线。这两个分子被相同的头对头分子包围，这些分子一起形成称为分子双层的夹层。

研究人员发现，通过用不同长度尾部的分子构建双层，可以防止额外的双层堆叠在顶部，因此双层表面粗糙，自然不鼓励堆叠。不同长度的这种效果被称为几何挫折。

制造半导体分子双层的标准方法不能控制厚度而不会产生裂缝或不规则表面。不同长度尾部的几何挫折使研究人员能够避免这些陷阱并使用常见的溶液处理工业方法建立10厘米×10厘米(3.9英寸×3.9英寸)的薄膜。

双层的半导体特性可以使薄膜应用于柔性电子或化学检测。

半导体能够在允许电流流动的状态(导体)和阻止电流流动的状态(绝缘体)之间切换。这种通断切换允许晶体管快速改变显示的图像，例如LCD屏幕上的图像。由UTokyo团队创建的单分子双层比非晶硅薄膜晶体管快得多，非晶硅薄膜晶体管是目前用于电子产品的常见半导体类型。