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- 透明可印刷塑料具有高導電性
- 來源：科技日報 張佳欣 責任編輯：ICAC 發(fā)表于 2023/1/10
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(yè)規(guī)模上使用。這一生產(chǎn)工藝有望催生新型柔性、透明的電子設備的出現(xiàn)，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(xiàn)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(chuàng)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(yè)溶劑洗掉它們。經(jīng)過轉化步驟后，產(chǎn)生了一種柔韌的、高導電性的薄膜，它很穩(wěn)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(fā)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。近期，他們優(yōu)化了導電率的設計，成果發(fā)表在新一期的《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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