Effetti dei parametri geometrici e della presenza di reticolante in transistor elettrochimici organici

La bioelettronica studia come connettere ed interpretare i segnali di sistemi biologici con quelli elettronici. Fino a poco tempo fa i dispositivi utilizzati erano costituiti da materiali semiconduttori inorganici come il silicio, che risultano incompatibili con la crescita cellulare, e non permettono una trasduzione diretta di segnali biologici in elettrici. Sono stati perciò sostituiti da materiali organici, ovvero polimeri conduttori, più morbidi, biocompatibili e capaci di trasdurre i segnali ionici in quelli elettronici. È qui che nasce la bioelettronica organica. Questa tesi si è occupata della fabbricazione e caratterizzazione di Transistor Elettrochimici Organici (OECTs) basati sul polimero conduttivo poli(3,4-etilenediossitiofene):poli(stirenesulfonato) (PEDOT:PSS), disponibile in soluzione acquosa e attualmente largamente utilizzato. Questi transistor hanno molteplici applicazioni, in particolare i dispositivi qui descritti sono stati progettati per un’innovativa applicazione, ovvero per la misura dell’integrità di tessuti cellulari. Per fare ciò questi dispositivi devono resistere alle condizioni a cui sono esposti durante le analisi dei tessuti, nonché essere veloci, per poter avere risposte sensibili in ambito biologico. Lo scopo di questa tesi è l’ottimizzazione di questi dispostivi tramite la modifica di alcuni parametri. È difatti possibile aumentarne la velocità di risposta modificando la lunghezza del canale cambiando la metodologia di fabbricazione, o aumentarne la durabilità all’interno del medium in cui sono immersi, a discapito delle prestazioni elettriche, cambiando la percentuale di reticolante utilizzata nella soluzione di PEDOT:PSS. Si è potuto osservare che i transistor con un canale di 2mm e concentrazione di reticolante all’1% nella soluzione di PEDOT:PSS sono i più efficienti, in quanto combinano durabilità del film polimerico nel tempo a dei tempi di risposta nello spegnimento dei dispositivi brevi e stabili.