Ying Diao教授带领的团队发现扭曲的聚合物经打印技术处理可以增强导电性。
phys.org网站报道，美国伊利诺伊大学（University of Illinois）化学和生物分子工程学研究人员在《科学进展》杂志公布了一种利用打印技术“拉伸”和“压扁”扭曲的聚合物分子的方法，以使它们具备更好的导电性。
共轭聚合物是由富含电子的分子沿单键和双键交替的主链结合而成。这种独特的连接方式使得电流可以在聚合物中快速流动，因此共轭聚合物非常适合用于电气和光学领域。研究人员认为，共轭聚合物的输电效率非常高，它们甚至有望与硅材料一争高下。然而，共轭聚合物在结合时很容易产生扭曲成螺旋状，导致电荷的传输受阻。项目负责人、化学与生物分子工程学教授Ying Diao说：“共轭聚合物的平整度对其导电能力的影响很大。即使它们的骨干结构有轻微的扭曲，也会极大地阻碍电子去局域化和电子的流动能力。虽然通过施加巨大的压力或操纵分子结构可以使其‘平整化’，但这两种技术都是劳动密集型的，成本太高。”
Diao实验室的博士后研究员Kyung Sun Park和研究生Justin Kwok在进行打印和流程模拟实验时有了一些特殊的发现。一般来讲，聚合物在打印流中会经历两个截然不同的阶段：第一阶段发生在毛细管作用下聚合物油墨开始蒸发时；第二阶段是受到打印基质等作用时。Diao介绍：“Park和Kwok发现了打印过程中发生的另一个阶段（第三阶段）。第三阶段发生在两个已知阶段之间，在这个阶段，聚合物被拉伸成了平面形状。聚合物除了变得扁平外，在析出溶液后仍然能保持这种状态。这对于生产快速生物医学设备和柔性电子产品使用的共轭聚合物非常关键。我们还发现了一系列新的聚合物相，它们对打印过程中产生的作用力很敏感。我们认为，这些此前未被探索的平衡、流动诱导相最终将对新型共轭聚合物的光电特性产生令人振奋的影响。”
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编译：雷鑫宇
审稿：西莫
责编：唐林芳
期刊来源：《科学进展》
期刊编号：2375-2548
原文链接：
https://phys.org/news/2019-08-flattens-polymers-electrical-optical-properties.html
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