新型導(dǎo)電油墨問(wèn)世，無(wú)需摻雜就具備極佳導(dǎo)電性能

（文章來(lái)源：環(huán)球創(chuàng)新智慧）
為了提升聚合物的導(dǎo)電性，從而在有機(jī)太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管和其他生物電子學(xué)應(yīng)用中獲取更高的效率，迄今為止研究人員們都是將材料與各種物質(zhì)摻雜在一起。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，要么是通過(guò)去除一個(gè)電子，要么是向半導(dǎo)體材料加入一個(gè)摻雜分子，這種方法將提升電荷的數(shù)量，從而提升材料的導(dǎo)電性。

林雪平大學(xué)有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室有機(jī)納米電子學(xué)課題組領(lǐng)頭人 Simone Fabiano 副教授表示：“我們通常是通過(guò)摻雜有機(jī)聚合物提升其導(dǎo)電性以及設(shè)備的性能。這種處理在一段時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的，但是材料會(huì)退化而且我們當(dāng)作摻雜劑使用的物質(zhì)最終會(huì)逸走。這就是我們不惜一切代價(jià)想要在生物電子學(xué)等應(yīng)用中避免的。在生物電子學(xué)應(yīng)用中，有機(jī)電子元件會(huì)為可穿戴電子設(shè)備以及身體中的植入物帶來(lái)巨大的益處?！?/p>

近日，瑞典林雪平大學(xué)有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室 Simone Fabiano 領(lǐng)導(dǎo)的研究小組創(chuàng)造出一種無(wú)需摻雜就能具備極佳導(dǎo)電性能的有機(jī)材料。他們通過(guò)將兩種具有不同特性的聚合物混合到一起實(shí)現(xiàn)了這種材料。

該研究小組的科學(xué)家來(lái)自五個(gè)國(guó)家，如今成功地將兩種聚合物結(jié)合到一起，制造出一種導(dǎo)電油墨。這種油墨無(wú)需任何摻雜就可以導(dǎo)電。這兩種材料的能級(jí)可以完美地匹配，這樣電荷就可以自發(fā)地從一種聚合物轉(zhuǎn)移到另一種聚合物。藍(lán)色的那個(gè)是施體聚合物溶液，而紅色的哪個(gè)是受體聚合物溶液。兩種嶄新的聚合物都是非導(dǎo)電的，因?yàn)樵诰酆衔飪?nèi)部沒(méi)有自由移動(dòng)的電荷。當(dāng)它們彼此相遇時(shí)，來(lái)自施體聚合物的電子將自動(dòng)地轉(zhuǎn)移到受體聚合物，從而在兩種聚合物內(nèi)都留下自由移動(dòng)的電荷。

Simone Fabiano 表示：“電荷自發(fā)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象之前就已經(jīng)演示過(guò)，但是只是在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模對(duì)單晶體進(jìn)行了演示。沒(méi)有人演示過(guò)可用于工業(yè)規(guī)模的東西。由大而穩(wěn)定的分子組成的聚合物非常易于從溶液中沉積出來(lái)，這就是它們非常適合作為印刷電子中的油墨大規(guī)模使用的原因?！?/p>

聚合物是簡(jiǎn)單且相對(duì)便宜的材料，并且已經(jīng)可以商用。新聚合物混合物中無(wú)異物滲出。它可以長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，且經(jīng)受住高溫。這些特性對(duì)于能量采集/存儲(chǔ)設(shè)備以及可穿戴電子設(shè)備來(lái)說(shuō)非常重要。Simone Fabiano 表示：“因?yàn)樗鼈儧](méi)有摻雜劑，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，并可應(yīng)用于要求嚴(yán)格的場(chǎng)景。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，為改善發(fā)光二極管和太陽(yáng)能電池的性能提供了全新的可能性，對(duì)于其他的熱電應(yīng)用來(lái)說(shuō)也是如此，尤其是對(duì)于可穿戴以及近體電子器件的研究?！?/p>

他說(shuō)：“我們的團(tuán)隊(duì)包括來(lái)自林雪平大學(xué)和查爾姆斯理工大學(xué)的科學(xué)家，以及來(lái)自美國(guó)、德國(guó)、日本和中國(guó)的專家。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作真是一次偉大的經(jīng)歷，它是這個(gè)領(lǐng)域中重大的一步?！?/p>

林雪平大學(xué)有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室主任 Magnus Berggren 教授表示：“基本上，為了實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)電性，在導(dǎo)電聚合物中進(jìn)行摻雜，目前僅能通過(guò)將非導(dǎo)電的摻雜劑與導(dǎo)電的聚合物結(jié)合到一起來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在，也是首次，兩種導(dǎo)電聚合物的結(jié)合成為一個(gè)高度穩(wěn)定且高度導(dǎo)電的復(fù)合系統(tǒng)。這一發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)電聚合物領(lǐng)域中定義了一個(gè)重要的新篇章，并將在全世界范圍內(nèi)引發(fā)許多新的應(yīng)用和興趣。”
（責(zé)任編輯：fqj）