【塑料与金属一样导电?华人科学家让塑料自己长成纳米带,或颠覆柔性电子材料】
近日,美国#普渡大学# 梅建国教授团队和中国科学院化学研究所狄重安研究员团队让导电聚合物实现了金属级的导电率,或能为柔性电子材料带来革新,相关论文发表于《科学》。
他们发现一种名为 n-PBDF 的导电聚合物可以在溶液中自发组装,生长出来长达数百纳米的整齐纳米带,将这些纳米带铺成薄膜之后,导电能力超过 10⁴S/cm,一举迈入金属“俱乐部”,让柔性屏、可穿戴设备以及生物传感器距离真正的高性能又近了一大步,并且这一切都是聚合物自己搞定的。
一直以来,导电高分子存在这样一个尴尬,它很希望能够替代金属和硅,但是电荷在里面跑得不够快。原因在于高分子链是长条状的,电荷沿着链条跑得飞快,但是跳到另一条链上的速度很慢。传统的高分子材料内部就像一锅煮过头的面条,所有的链缠在一起,方向也是乱七八糟的,这时电荷走两步就得跳一次车,速度自然也就上不去。
导电高分子有着广阔的应用范围,对于柔性显示屏、可穿戴电子设备、生物传感器以及热电转换器件来说,它们都需要一种既可以导电又非常柔韧的材料。已有的金属和硅太硬了,弯不了几下就会断掉。尽管导电高分子非常柔韧,可以弯曲也可以拉伸,但其之前的导电性能一直不够好,而这项研究则在导电性能上补上了一块短板。
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