来自威斯康辛麦迪森大学的材料工程师们在创建更高性能的电子产品、获得更长寿命的电池和弯曲伸展能力方面取得了显著进展。

由Michael Arnold 副教授和 Padma Gopalan教授领导的团队，已经报道了高性能的碳纳米管晶体管。除了可以改进消费电子产品，这项技术也可能在工业和军事应用中发挥作用。

在最近发表在 ACS Nano 中的一篇文章，Arnold、 Gopalan的团队报道了他们制作的晶体管比之前最好的碳纳米管晶体管的性能要优越得多，开关比是后者的1000倍、导电系数是后者的100倍。

“碳纳米管是非常强韧并且具有柔性的材料，因此可以用于制造柔性显示器和可以拉伸弯曲的电子设备，让您的电子设备可以集成到新的地方，如服装，”Arnold说，“这项技术进展使那些不可能用现有脆性材料制造的新型电子设备成为可能。”

碳纳米管是碳的单原子薄片卷成的纳米筒，是迄今发现的最好的半导体之一，它长久以来一直被认为是下一代晶体管的替代材料。然而，研究人员一直努力分离纯半导体碳纳米管，这是至关重要的，因为金属性纳米管杂质像铜线，会使器件短路。研究人员还努力控制碳纳米管的放置和排列。这两项都是限制碳纳米管应用于晶体管的重大挑战。

基于在该领域二十多年的积累，该团队用聚合物选择分离出了半导体性碳纳米管，成功解决了高纯度碳纳米管分离问题。

威斯康星麦迪逊大学的研究人员开创了一种新的技术，称为浮动蒸发自组装，或FESA，他们此前在ACS的Langmuir杂志中有描述。在该技术中，研究人员通过快速蒸发法碳纳米管溶液的方法来触发碳纳米管的自组装，解决了此前碳纳米管的不能如预期排列的问题。这项技术也使得碳纳米管晶体管替代硅晶体管应用于计算机芯片和高频通讯设备又向前迈进了一步。

“这项技术不是增量的改进，而是碳纳米管晶体管的重大飞跃。我们的碳纳米管比当前工业上使用的最佳的薄膜晶体管在性能上的提升是几个数量级。” Arnold 如是说。

目前，研究人员已经与企业开展合作，加速技术向工业化的转化。