有机电化学晶体管（OECT）因其低工作电压、高信号放大能力和生物相容性，在便携式生物传感器领域极具潜力。然而，传统OECT的致密活性层严重限制了离子渗透与传输效率，导致跨导和灵敏度不足。当前，开发兼具高灵敏度、高选择性且能检测痕量生物分子的便携设备，仍是疾病早期预警和精准医疗的重大挑战。

受人体嗅觉系统中定向离子通道的启发，同济大学黄佳教授、徐洋教授、祖国庆助理教授合作团队通过液晶模板策略，首次开发出定向纳米通道半导体气凝胶及气凝胶基OECT。其中垂直纳米通道结构显著提升了离子传输效率，使跨导高达118.5 mS，较同类尺寸OECT提升4-10倍。基于此的微流控生物传感器系统对尿酸（UA）、免疫球蛋白G（IgG）和DNA的检测限分别达1 pM、0.01 fg mL⁻¹和0.1 pM，比传统器件低1-3个数量级，可实时检测尿液、血清等体液中的痕量生物标志物。

展示了仿生设计理念：人体嗅觉神经元通过垂直排列的离子通道实现高效跨膜传输，团队据此设计垂直纳米通道气凝胶活性层，优化离子扩散路径。揭示了材料制备与结构：液晶单体RM257在取向层（聚酰亚胺或DMOAP）引导下形成水平或垂直排列的模板，经紫外光聚合和冻干后获得纳米通道气凝胶。半导体聚合物沉积于模板中形成气凝胶薄膜，其垂直通道（孔径20–200 nm）在偏光显微镜下呈各向异性，扫描电镜清晰显示孔道垂直于膜表面。氮吸附测试证实其高比表面积（163.8 m² g⁻¹）和贯通孔结构。