中國粉體網(wǎng)訊 美國機械工程研究科學(xué)家詹姆斯·龐德和佐治亞理工學(xué)院的研究人員設(shè)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(dǎo)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(shè)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(dǎo)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(dāng)在PEDOT結(jié)構(gòu)中添加側(cè)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(cè)鏈本質(zhì)上是蠟狀物質(zhì),而蠟的導(dǎo)電性并不是很好。于是,在完成加工之時,研究人員將側(cè)鏈敲掉并清洗。
研究人員創(chuàng)造了帶有側(cè)鏈的聚合物,接著用于打印或噴涂,然后化學(xué)切割側(cè)鏈,并用常見的工業(yè)溶劑洗掉它們。經(jīng)過最后的轉(zhuǎn)化步驟后,產(chǎn)生了一種柔韌的、高導(dǎo)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(yīng)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(dǎo)體之一氧化銦錫。
研究團隊在今年的兩份化學(xué)雜志上發(fā)表了他們的研究成果,首先在《美國化學(xué)學(xué)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(yōu)化了最大導(dǎo)電率的設(shè)計,成果發(fā)表在最新一期的《德國應(yīng)用化學(xué)》上。
研究人員表示,使用氧化銦錫制造柔韌靈活的設(shè)備是相當(dāng)困難的,因為它是一種容易破裂的脆性材料。新設(shè)計的聚合物是柔韌的,未來在生物電子領(lǐng)域,例如可植入皮膚的設(shè)備中,將是這些兼具機械靈活性、導(dǎo)電性和透明性的材料大放異彩的地方。
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安)
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