伊利諾伊大學研究人員打印導電聚合物的新方法解決了其電學和光學能力的限制，使其更適用于這些類型的應用。

材料科學家的目標之一是尋找具有導電性的新型聚合物材料 - 或至少發(fā)明改善現(xiàn)有聚合物導電性的方法。

現(xiàn)在科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種利用聚合物印刷實現(xiàn)后者的新方法。研究人員表示，伊利諾伊大學的一個研究小組開發(fā)了一種新方法，用于拉伸和壓平導電聚合物中的分子，從而更好地導電。

他們說，研究小組使用所謂的共軛聚合物，這種聚合物是在富含電子的分子沿著交替的單和雙化學鍵的骨架相遇時形成的。

雖然這種結(jié)合允許電流非?？焖俚赝ㄟ^聚合物 - 使其非常適合電氣和光學應用 - 聚合物本身在它們連接時傾向于扭曲成扭曲的螺旋形，從而顯著地限制了這種導電性。

研究人員在一份新聞聲明中表示，研究人員意識到，如果能用這些材料解決這個問題，共軛聚合物可用于與硅材料相當?shù)碾姎鈶梅秶?/p>

“共軛聚合物的平整度或平面度對其導電能力起著重要作用，”該大學化學和生物分子工程教授刁說。“即使是主干的輕微扭曲也會嚴重阻礙電子離域和流動的能力。”

意外發(fā)現(xiàn)

Diao說，目前有解決問題的方法，但它們都不是性能或效用的最佳選擇，而且都是勞動密集型的?？梢酝ㄟ^操縱材料的分子結(jié)構(gòu)來施加巨大的壓力。然而，“真的沒有簡單的方法可以做到這一點，”她在新聞發(fā)布會上說。

Diao承認，這是她的研究團隊的成員 - 博士后研究員Kyung Sun Park和研究生Justin Kwok，他們發(fā)現(xiàn)了打印聚合物的新方法的關鍵。在Diao的實驗室中進行印刷實驗和流動模擬時，他們注意到聚合物在印刷過程中經(jīng)歷的另一個階段，除了已知的兩個階段之外 - 當聚合物墨水開始蒸發(fā)時毛細管作用拉動時發(fā)生的第一個階段，以及第二個是由印刷刀片和基板施加的力的結(jié)果。

“Park和Kwok在印刷過程中發(fā)現(xiàn)了另一個階段，其中聚合物似乎具有截然不同的特性，”Diao在聲明中說。“這第三階段發(fā)生在兩個已定義的階段之間，表明聚合物被拉伸成平面形狀。”

平滑導電路徑

她說，在這個階段，聚合物被拉伸和變平，這有助于平滑導電路徑。但是，更重要的是，他們在退出解決方案后仍處于這種狀態(tài)，刁說。她說，后一種狀態(tài)使研究人員能夠微調(diào)打印機設置，生產(chǎn)出非常適合生物醫(yī)學設備和柔性電子設備的共軛聚合物。

“我們正在發(fā)現(xiàn)整個動物園的新聚合物相，都對印刷過程中產(chǎn)生的力很敏感，”迪奧在新聞發(fā)布會上說。

研究人員在“ 科學進步 ”雜志上發(fā)表了一篇關于他們工作的論文。

Diao說，該團隊設想在印刷過程中進一步探索聚合物的這些新階段，以優(yōu)化共軛聚合物的一系列新應用。

她在新聞發(fā)布會上說，這項研究“將最終轉(zhuǎn)化為具有令人興奮的光電特性的新型共軛聚合物”。