有机电化学晶体管（OECT）在生物电子器件领域具有良好的应用前景。但已报道的OECT活性层通常为致密半导体，其离子渗透和传输性能有限。最新研究发现，多孔半导体结构有利于离子传输，进而能够提升OECT的电学性能（如跨导）。然而，已报道的OECT多孔活性层通常为无序多孔结构，其离子传输路径复杂且较长，限制了器件性能的进一步提升。构筑取向纳米多孔半导体结构有望进一步提升离子传输性能以及器件的电学性能。然而，取向纳米孔半导体的构筑充满挑战。

   为了解决上述问题，同济大学材料科学与工程学院高分子材料系黄佳/祖国庆/徐洋研究团队受取向生物离子传输通道的启发，开发了取向纳米通道气凝胶用于高跨导有机晶体管和超灵敏生物传感器，相关研究成果以“Oriented nanochannel aerogels for high-transconductance organic transistors and ultrasensitive biosensors”为题，在线发表于《先进材料》（Advanced Materials）。论文第一作者为同济大学材料科学与工程学院在读博士生孙泽君，共同一作为在读博士生胡振宇。该工作得到了国家自然科学基金的资助。

本研究受取向生物离子通道的启发，采用液晶模板策略，构筑了不同取向（无序、平行、垂直等）的纳米通道半导体气凝胶及其OECT。与致密半导体结构以及无序和平行取向多孔结构相比，取向纳米通道结构显著提升了离子渗透和传输性能，从而实现了极高的跨导（118.5 mS），这是已报道的具有相似沟道尺寸OECT的最高跨导之一。基于垂直纳米通道OECT，成功构筑了多通道微流控生物传感器系统，对尿酸、免疫球蛋白和DNA的检测限分别低至1 pM，0.01 fg mL-1和0.1 pM，比相应的致密器件低约1-3个数量级。该传感器系统能够实现尿液、血清等体液中不同痕量生物分子的实时精准监测。该工作为取向纳米通道多孔材料及其高性能电子器件的开发提供了一种通用策略。