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      1. 透明可印刷塑料具有高導電性

        時間:2022-12-06     來源:科技日報

        科技日報北京12月5日電 (實習記者張佳欣)美國機械工程研究科學家詹姆斯·龐德和佐治亞理工學院的研究人員設計出一種透明的聚合物薄膜,這種薄膜可像其他常用材料一樣有效地導電,還很柔軟,可在工業規模上使用。這一生產工藝有望催生新型柔性、透明的電子設備的出現,例如可穿戴式生物傳感器、有機光伏電池,以及虛擬或增強現實顯示器和眼鏡。

        為了制造一種可攜帶電荷的塑料薄膜,研究人員從一種名為PEDOT的聚合物著手。這種聚合物容易導電,但由于它具有不溶不熔的特點,使其加工處理困難。不過當在PEDOT結構中添加側鏈時,它就能溶解并像可打印墨水或噴漆一樣使用。然而,這些側鏈本質上是蠟狀物質,而蠟的導電性并不是很好。于是,在完成加工之時,研究人員將側鏈敲掉并清洗。

        研究人員創造了帶有側鏈的聚合物,接著用于打印或噴涂,然后化學切割側鏈,并用常見的工業溶劑洗掉它們。經過最后的轉化步驟后,產生了一種柔韌的、高導電性的薄膜,它很穩定,水或其他溶劑無法透過。

        這種新材料被命名為PEDOT(OH)。未來,它可能會應用于平板顯示器、光伏、智能窗戶和其他材料,如最廣泛使用的透明導體之一氧化銦錫。

        研究團隊在今年的兩份化學雜志上發表了他們的研究成果,首先在《美國化學學會雜志》上描述了這一想法并證明了它是可行的。最近,他們優化了最大導電率的設計,成果發表在最新一期的《德國應用化學》上。

        研究人員表示,使用氧化銦錫制造柔韌靈活的設備是相當困難的,因為它是一種容易破裂的脆性材料。新設計的聚合物是柔韌的,未來在生物電子領域,例如可植入皮膚的設備中,將是這些兼具機械靈活性、導電性和透明性的材料大放異彩的地方。

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