可穿戴光電探測器的發(fā)展需要寬帶光學(xué)靈敏度、機(jī)械靈活性和皮膚兼容性的獨特結(jié)合，而現(xiàn)有技術(shù)很少能同時滿足這些需求。

為此，來自威尼斯卡福斯卡里大學(xué)的Domenico De Fazio團(tuán)隊開發(fā)了一種基于碳點（CDs）與化學(xué)氣相沉積（CVD）單層石墨烯（SLG）的混合光電探測器。與傳統(tǒng)依賴鉛、鎘等有毒重金屬的量子點不同，該研究通過水熱法合成了環(huán)境友好的碳點，并通過優(yōu)化合成參數(shù)使其吸收光譜延伸至近紅外區(qū)域。這種“碳點吸光+石墨烯傳輸”的架構(gòu)成功實現(xiàn)了從紫外（UV）到近紅外（NIR）波段（400-800 nm）的寬頻響應(yīng)，解決了傳統(tǒng)二維材料光吸收弱以及傳統(tǒng)量子點生物毒性高的問題。

本文要點：

（1）該器件采用殼聚糖-甘油（CS-GL）作為柵極電解質(zhì)。這種天然生物聚合物不僅無毒、可生物降解，還具有極佳的成膜性和離子電導(dǎo)率，能夠形成雙電層（EDL）電容。得益于此，器件可以在極低的柵極偏壓（<1.5 V，峰值性能在0.5 V左右）下工作，有效降低了功耗。

（2）該器件制備在柔性的PET基底上，表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械魯棒性。彎曲測試表明，即使在彎曲半徑小至0.8 cm的極端條件下，器件的光電流響應(yīng)仍能保持穩(wěn)定。此外，在經(jīng)歷1000次重復(fù)彎曲循環(huán)后，器件性能未見明顯退化。這種出色的抗彎曲能力使其能夠完美貼合人體皮膚表面，適應(yīng)肢體運動產(chǎn)生的形變，滿足可穿戴電子設(shè)備對柔性的嚴(yán)苛要求。

（3）生物相容性評估實驗顯示，無論是器件的各個組件還是完整器件，在長達(dá)72小時的接觸以及模擬工作光照條件下，均未引起細(xì)胞毒性反應(yīng)，也未誘導(dǎo)活性氧（ROS）的產(chǎn)生。

來源：EngineeringForLife