印刷更平的聚合物改善了电导率 光学性质

伊利诺伊大学研究人员打印导电聚合物的新方法解决了其电学和光学能力的限制，使其更适用于这些类型的应用。

材料科学家的目标之一是寻找具有导电性的新型聚合物材料 - 或至少发明改善现有聚合物导电性的方法。

现在科学家已经发现了一种利用聚合物印刷实现后者的新方法。研究人员表示，伊利诺伊大学的一个研究小组开发了一种新方法，用于拉伸和压平导电聚合物中的分子，从而更好地导电。

他们说，研究小组使用所谓的共轭聚合物，这种聚合物是在富含电子的分子沿着交替的单和双化学键的骨架相遇时形成的。

虽然这种结合允许电流非常快速地通过聚合物 - 使其非常适合电气和光学应用 - 聚合物本身在它们连接时倾向于扭曲成扭曲的螺旋形，从而显着地限制了这种导电性。

研究人员在一份新闻声明中表示，研究人员意识到，如果能用这些材料解决这个问题，共轭聚合物可用于与硅材料相当的电气应用范围。

“共轭聚合物的平整度或平面度对其导电能力起着重要作用，”该大学化学和生物分子工程教授刁说。“即使是主干的轻微扭曲也会严重阻碍电子离域和流动的能力。”

意外发现

Diao说，目前有解决问题的方法，但它们都不是性能或效用的最佳选择，而且都是劳动密集型的。可以通过操纵材料的分子结构来施加巨大的压力。然而，“真的没有简单的方法可以做到这一点，”她在新闻发布会上说。

Diao承认，这是她的研究团队的成员 - 博士后研究员Kyung Sun Park和研究生Justin Kwok，他们发现了打印聚合物的新方法的关键。在Diao的实验室中进行印刷实验和流动模拟时，他们注意到聚合物在印刷过程中经历的另一个阶段，除了已知的两个阶段之外 - 当聚合物墨水开始蒸发时毛细管作用拉动时发生的第一个阶段，以及第二个是由印刷刀片和基板施加的力的结果。

“Park和Kwok在印刷过程中发现了另一个阶段，其中聚合物似乎具有截然不同的特性，”Diao在声明中说。“这第三阶段发生在两个已定义的阶段之间，表明聚合物被拉伸成平面形状。”

平滑导电路径

她说，在这个阶段，聚合物被拉伸和变平，这有助于平滑导电路径。但是，更重要的是，他们在退出解决方案后仍处于这种状态，刁说。她说，后一种状态使研究人员能够微调打印机设置，生产出非常适合生物医学设备和柔性电子设备的共轭聚合物。

“我们正在发现整个动物园的新聚合物相，都对印刷过程中产生的力很敏感，”迪奥在新闻发布会上说。

研究人员在“ 科学进步 ”杂志上发表了一篇关于他们工作的论文。

Diao说，该团队设想在印刷过程中进一步探索聚合物的这些新阶段，以优化共轭聚合物的一系列新应用。

她在新闻发布会上说，这项研究“将最终转化为具有令人兴奋的光电特性的新型共轭聚合物”。