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  自然界中的各種生物眼視覺系統(tǒng)可以為近紅外成像設(shè)備提供多種設(shè)計(jì)靈感。視網(wǎng)膜的突出特點(diǎn)是具有半球幾何形狀和高靈敏度的圖像采集系統(tǒng)，這簡(jiǎn)化了眼睛的光學(xué)復(fù)雜性，提高了視覺感知的成像質(zhì)量。然而，由于半球形結(jié)構(gòu)、組成材料和傳統(tǒng)成像模塊的局限性，開發(fā)具有這些特點(diǎn)的高性能近紅外仿生成像系統(tǒng)具有極大的挑戰(zhàn)。

圖1 受貓頭鷹視覺成像系統(tǒng)啟發(fā)的超柔性高靈敏光晶體管陣列

  近期，東北師范大學(xué)湯慶鑫教授，趙曉麗副教授團(tuán)隊(duì)提出了一種基于超柔性全聚合物異質(zhì)結(jié)近紅外光電晶體管的半球形仿生眼成像系統(tǒng)（圖1）。該器件具有自支撐的超薄（≈ 659 nm）結(jié)構(gòu)，能夠粘附在任意形狀物體的同時(shí)保持穩(wěn)定的光電性能，并且在昏暗光線條件下（0.038 mW cm^-2，808 nm）具有非凡的光敏性（≈ 10⁶）。自支撐超薄器件結(jié)構(gòu)賦予近紅外成像系統(tǒng)極好的適應(yīng)性和機(jī)械靈活性，能夠形成凹半球幾何形狀。這種具有半球形和超高光電靈敏度的近紅外光晶體管陣列可以模擬生物眼的視覺成像系統(tǒng)，與平面成像系統(tǒng)相比（圖2），它具有獨(dú)特的成像優(yōu)勢(shì)，例如寬視場(chǎng)，可以形成更高分辨率的圖形。基于多功能近紅外器件陣列，成功地實(shí)現(xiàn)了半球形的超靈敏近紅外仿生眼，并實(shí)現(xiàn)了更高分辨率成像（圖3）。這項(xiàng)工作為構(gòu)建超柔性、超靈敏近紅外光電探測(cè)器提供了一種新的策略，在下一代視覺修復(fù)和智能生物成像系統(tǒng)中展示出顯著的應(yīng)用潛力。該工作以“ Ultraflexible and Ultrasensitive Near-Infrared Organic Phototransistors for Hemispherical Biomimetic Eyes”為題發(fā)表在《Adv Funct Mater》上（Adv Funct Mater 2022, 2206765）。文章第一作者是東北師范大學(xué)于宏巖博士。該研究得到國家自然科學(xué)基金委的支持。 

圖2 光晶體管陣列的補(bǔ)償效應(yīng) 

  原文鏈接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202206765