1、導電高分子材料Conductive Polymer什么是導電高分子材料？定義：導電高分子材料，也稱導電聚合物，因此具有聚合物重復單元結構特征且在電場作用下能顯示電流通過的材料均稱為導電高分子材料。 長期以來,高分子材料由于具有良好的機械性能,作為結構材料得到了廣泛的應用。關于電性能,人們一直只利用高分子材料的介電性,將其作為電絕緣材料使用,日常生活中使用的插頭、插座、電器的外殼等也都是用塑料制成的。而它的導電性的發現,研究及開發則比較晚,直到1977年才發現了第一個導電有機聚合物摻雜型聚乙炔(用電子受體摻雜),電導率可提高約12個數量級,最高可接近103S/cm,達到金屬Bi的電導率。 他們證

2、實了19世紀初人們從理論提出的長鏈聚合物材料可以轉變為金屬的預言是正確的。在之后的幾年里，他們相繼合成了聚對苯撐、聚吡咯等結構(本征)型導電高分子材料，并且研究了新的物理現象，這一發現不僅改變了高分子作為絕緣體的傳統概念，而且也開創了一個新型的多學科交叉的研究領域導電高分子材料(簡寫為ICP)，他們三人也因此獲得2000年度諾貝爾化學獎。1862年：英國倫敦醫學專科學校 H.Letheby 在硫酸中電解 苯胺而得到少量導電性物質（可能是聚苯胺）。1954年：米蘭工學院 G.Natta 用 Et3Al-Ti(OBu)4為催化劑制 得聚乙炔, 雖然有非常好的結晶體和規則的共軛結 構，然而難溶解、難

3、熔化、不易加工和實驗測定， 這種材料未得到廣泛利用。發 展 歷 程1970年：科學家發現類金屬的無機聚合物聚硫氮(SN)x具有 超導性。1975年：A.G.MacDiarmid、A.J.Heeger與H.Shirakawa合作研究，將無機導電聚合物研制與有機導電聚合物研制相結合。發現未摻鹵素的順式聚乙炔的導電率為10-810-7S/m；未摻鹵素的反式聚乙炔為10-310-2 S/m，而當聚乙炔曝露于碘蒸氣中進行摻雜氧化反應后，其電導率可達3000S/m。01導電高分子材料的分類結構型導電高分子材料復合型導電高分子材料1.1 結構型導電高分子材料定義：結構型導電高分子材料是指高分子本身或少量摻雜

4、后具有導電性質的高分子材料，一般是由電子高度離域的共軛聚合物經過適當電子受體或供體進行摻雜后制得的。特點：結構型導電高分子材料具有易成型、質量輕、結構易變和半導體特性。最早發現的結構型導電高分子聚合物是用碘摻雜后形成的聚乙炔。后來人們又相繼開發出了聚苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等導電高分子材料。這些材料摻雜后電導率可達到半導體甚至金屬導體的導電水平。 聚乙炔聚苯硫醚聚苯胺 從導電時載流子的種類來看，結構型導電高分子材料又被分為兩類離子型電子型 離子型 離子型導電高分子通常又稱為高分子固體電解質，他們導電時的載流子主要是離子。 電子型電子型導電高分子指的是以共軛高分子為主體的導電高分子材料。導

5、電時的載流子是電子（或空穴），這類材料是目前世界導電高分子中研究開發的重點。復合型導電高分子材料定義 復合型導電高分子材料又稱攙和型導電高分子材料，它是以高分子材料為基體，加入導電性物質，通過共混，層積，梯度或表面復合等方法，使其表面形成導電膜或整體形成導電體的材料。分類 根據在基體聚合物中所加入導電物質的種類不同，導電高分子化合物可分為：共混復合型導電高分子材料和填充復合型導電高分子材料。 共混復合型導電高分子材料是在基體聚合物中加入結構型導電聚合物粉末或顆粒復合而成。填充復合型導電高分子材料通常是在基體聚合物中加入導電填料復合而成。對于填充型導電高分子材料，目前用作復合型導電高分子基體的主

6、要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、環氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯、聚氨酯、聚酰亞胺、有機硅樹脂等。填充型導電高分子材料的導電填料主要有、抗靜電材料、炭系材料（炭黑、石墨、碳纖維）、金屬氧化物系材料、金屬系材料（銀、金、鎳、銅）、各種導電金屬鹽以及復合材料。 填充型導電高分子材料示意圖 導電機理滲流理論隧道效應理論場致發射理論 復合型導電高分子材料的制作方法 1 導電填料分散復合法 2 導電材料層積復合法 3 表面導電膜形成法復合型導電高分子材料的優點與傳統高分子材料相比，復合型導電高分子材料既有良好的導電性、導熱性以及電磁屏蔽性，又具有基體高聚物的熱塑性、柔韌性以及

7、成型性，因而具有加工性好、工藝簡單、耐腐蝕、電導率可調范圍大、價格低等很多優良的特點，因此具有良好的商業前景。很多復合型導電高分子材料已經用于大規模的工業生產。導電高分子材料的應用1導電高分子在顯示材料方面的應用2電磁屏蔽材料3金屬防腐與防污4導電高分子在作為電極材料方面的應用 導電高分子在顯示材料方面的應用 近年來,隨著科技進步,個人計算機、網絡及信息傳播的普遍化,顯示器成為了人機互動不可或缺的重要角色,而不斷進步的顯示技術更是帶動了顯示器產業跨躍式的發展。平板顯示器稱是目前最重要的光電產品之一,其與日常生活的緊密相關性,使得光電企業多年來不斷地努力研發新的平板顯示器,以追求更完美的功能。主

8、流的平板顯示器從陰極射線管顯示器發展到了液晶顯示器,在新的平面顯示器行列中, OLED是業界公認的可能替代液晶顯示器(LCD)的新一代顯示器。什么是OLED？ 有機電致發光(OLE)就是指有機材料在電流或電場的激發作用下發光的現象。根據所使用的有機電致發光材料的不同,人們有時將利用有機小分子為發光材料制成的器件稱為有機電致發光器件,簡稱OLED;而將利用高分子作為電致發光材料制成的器件稱為高分子電致發光器件,簡稱PLED。 但通常將兩者籠統地稱為有機電致發光器件,也簡稱OLED。有機電致發光的研究歷史(1) 1963年Pope等發現有機材料單晶蒽的電致發光現象；(2) 1977年Chiang等

9、發現具有高度共軛結構聚乙炔的導電特性；(3) 1982年Vincett將有機電致發光的工作電壓降至30V；(4) 1987年Tang等人首先報道8一羥基喹啉鋁薄膜的電致發光；(5) 1990年Friend等報告在低電壓下高分子PPV的電致發光現象；(6) 1992年Heeger等發明用塑料作為襯底柔性高分子電致發光器件；有機電致發光的研究歷史(7) 1992年Uchida等發現藍光材料聚烷基芴；(8) 1994年Burn等制備共軛-非共軛單體聚合得到的交替型嵌段共聚物；(9) 1995年Fou等提出制備OLED的多層自組裝技術；(10) 1997年Forrest等發現電致磷光現象,突破了有機電

10、致發光材料量子效率低于25%的限制；(11) 1998年Kido等實現電致發光白光；(12) 1998年Hebner等發明噴墨打印法制備電致發光器件；(13) 2003年交聯法制備多層高分子電致發光器件。OLED的基本工作原理 有機薄膜發光二極管發光機理,目前普遍公認的是能帶理論模型,認為OEL 發光屬于注入式發光,即由陽極注入的空穴和陰極注入的電子,在發光層復合后產生激子,激子自身通過光輻射形式釋放光子回到基態,或將能量傳遞給發光層分子,激發發光材料的電子從基態躍遷至激發態,然后以光輻射躍遷形式返回基態。OLED的基本工作原理其發光過程概括為以下五個階段:載流子的注入,電子和空穴分別從陰極和

11、陽極注入夾在電極之間功能薄膜發光層中;載流子的傳輸,載流子分別從電子傳輸層和空穴傳輸層向發光層遷移;雙分子復合,空穴和電子在發光層中相遇、復合;激發子的能量傳遞給發光材料,使電子從基態躍遷到激發態;激發態能量通過輻射失活,產生光子,釋放能量回到基態。高分子作為電致發光材料 高分子電致發光材料均為含有共軛結構的高聚物材料。目前廣泛研究并常用的高分子電致發光材料主要有以下幾類：聚苯撐乙烯類(PPVs)、聚乙炔類(PAs)、聚對苯類(PPPs)、聚噻吩類(PTs)、聚芴類(PFs)和其他高分子電致發光構料。下面簡單介紹其中幾種材料。高分子作為電致發光材料 聚對苯乙烯撐(PPvs)是第一個被報道用作發

12、光層制備電致發光器件的高分子，也是20年來研究的最多的高分子電致發光材料之一。 幾種PPVs的結構 聚乙炔是第一個顯示有金屬傳導性的共軛聚合物，但其電致發光效率卻很低。人們利用烷基和芳香基團取代氫原子或采用共聚合的方法合成了一些發光效率較好的聚乙塊的衍生物。 烷基和苯基 取代聚乙炔高分子作為電致發光材料 PPPs材料由于其帶寬較高，是一類可發藍光的材料，加之其良好的熱穩定性和較高的發光效率，因此是一類重要的電致發光材料。高分子作為電致發光材料 聚噻吩PTs及其衍生物作為一類重要的 共軛聚合物因其摻雜前后良好的穩定性，容易進行結構修飾，其電化學性質可控，在光學、電學、光電轉換、電光轉換等方面已有

13、廣泛的研究和應用，是僅次于PPV的高分子材料。參考文獻1.OLED技術及其國內外發展狀況 陸招揚 2.有機電致發光器件(OLED)的制備方法和工藝 楊輝 3. 黃春輝 李宦友 黃 維 著導電高分子 應用2：電磁屏蔽材料化學1101 高帥目前對工業產品的電磁兼容(EMC)的要求增高，必須對設備進行電磁屏蔽，提高設備的可靠性，安全性。電磁波引起的電磁干擾(EMI)與電磁兼容(EMC)問題日益嚴重，成為威脅人類健康的第四大公害。電磁屏蔽一、電磁屏蔽原理 電磁屏蔽是指電磁波的能量被材料吸收或反射后所造成的衰減 , 通常以屏蔽效能(SE)表示。所謂屏蔽效能是指未加屏蔽時某一觀測點的電磁波功率密度與經屏蔽

14、后同一觀測點的電磁波功率密度之比,即屏蔽材料對電磁波的衰減值為: SE = 20 lg( Pi /P0 ) 式中: Pi 和P0 分別表示入射和透射電磁波的功率密度; 屏蔽效能的單位為dB。衰減值越大,表明屏蔽效果越好。 使用金屬及其復合材料，它們具有較好的屏蔽性能。密度大成本高生產效率低加工性能差易成型屏蔽性能好生產效率高質量輕高分子電磁屏蔽材料二、電磁屏蔽涂料的種類 1、復合型電磁屏蔽涂料 主要是由樹脂、稀釋劑、添加劑及導電填料等組成。根據填料種類不同, 可分為金屬系和碳系電磁屏蔽涂料。 2、結構型電磁屏蔽涂料 主要是以導電聚合物與其它樹脂混合組成復合涂料。典型代表物有聚苯胺（PAN）、聚

15、吡咯（PPy）、聚噻吩（PTh）、聚乙炔（PA）等。 三、電磁屏蔽涂料的應用 1、復合型電磁屏蔽涂料 (1)金屬填充電磁屏蔽涂料 銀系導電涂料、銅系導電涂料、鎳系導電涂料。使用最多的是銀系導電涂料。銀系涂料性能穩定,屏蔽效能極佳,但其成本太高。鎳系涂料價格適中,屏蔽效果好,抗氧化能力比銅強, 但鎳系涂料在低頻區的屏蔽效果不如銅系涂料。銅系涂料雖然屏蔽效果好,但抗氧化性差。 (2)碳填充電磁屏蔽涂料 碳類導電填料屬于半導體, 所形成的涂料導電率遠小于金屬類填料形成的導電涂料。但碳類填料價廉, 質輕,通過一些改進, 可以提高其電導率和電磁屏蔽效能。 例如：以涂銀碳納米管、涂鎳碳納米管及碳納米管作為

16、導電填料，可以大大提高碳納米管的導電性。2、結構型導電高分子材料 （1）聚苯胺 聚苯胺是導電高分子領域最具應用價值的品種, 兼具金屬的導電性和塑料的可加工性及金屬和塑料所欠缺的化學和電化學性能。同時還具有溶液加工性, 能與其它樹脂進行摻和, 其電導率可以通過化學或電化學方法來加以調節, 可廣泛應用于電子化學、船舶工業、石油化工、國防等諸多領域。 例如：以樟腦磺酸（CSA）摻和聚苯胺, 制得聚苯胺-聚氨醋（PANI-PU）納米復合涂料；以十二烷基苯磺酸（DBSA）摻和聚苯胺（PANI）, 再與乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合的復合涂料；以過硫酸銨、苯胺等為原料合成聚苯胺,并用甲苯磺酸（TSA）摻和聚苯

17、胺粉末, 與聚丙烯酸醋混合, 輔以一定的溶劑以及助劑, 得到了聚苯胺-聚丙烯酸醋復合涂料。 (2)聚吡咯(PPy) 在諸多的導電聚合物中, 聚毗咯具有質輕, 環境穩定性和溫度穩定性好, 有相對較高的電導率, 易于電化學制備成膜、無毒等優點。摻雜PPy作為一種新興的導電材料, 已廣泛應用于傳感器、固態電池、電磁屏蔽、LEO顯示器及電解電容器的制造。 例如：將萘磺酸（NSA）摻和聚吡咯, 醌蒽磺（AQSA）摻和聚吡咯, 聚吡咯-金屬銀-鈀混合物涂在織物表面, 得到功能性的紡織品。 參考文獻導電高分子材料在電磁屏蔽的效能分析 梁韶華 欽州學院學報 2006年第6期高分子導電復合材料的導電機理及其電磁

18、屏蔽作用分析 張澎濤 林業機械與木工設備 2006年第6期導電高分子在電磁屏蔽材料中的應用 李春華 工程塑料應用 2005年第11期電磁功能高分子復合物研究進展 曹淵,陶長元,杜軍,劉作華 高分子通報 2007年1月導電高分子的應用3金屬防腐與防污： 導電高分子聚苯胺和聚吡咯等在鋼鐵和鋁表面形成均勻致密的聚合物膜，通過電化學防腐，隔離環境中的氧和水分的化學防腐共同作用?？捎行У姆乐垢鞣N合金鋼和合金鋁的腐蝕，膜下金屬到有效的保護。導電高分子應用導電聚合物的防腐行為主要特點表現在： 1：普適性，即在適當的條件下，聚苯胺，聚吡咯對各種合金鋼和合金鋁品種具有防腐蝕能力。2：除了對氧和水分的隔離作用外。

19、電化學腐蝕機理起重要作用；3：由于PAn與金屬間的氧化還原反應，在金屬表面形成致密透明的氧化物膜，是底層金屬獲得保護的主要原因劃痕保護作用劃痕保護作用是在涂層上劃上1mm寬劃痕，露出的金屬表面在海水或烯酸中依然受到保護，甚至一塊金屬的一部分涂覆PAn后，未涂覆的部分也會受到保護。利用鋼鐵表面PAn的劃痕保護作用，可以開發導電聚合物防腐涂料。但由于純PAn在金屬表面附著力不好，這匯總涂料通常是PAn與已知的涂料聚合物混用。將涂料聚合物的粘著力，流平性及與顏料等添加劑的相容性與PAn的防腐性相結合，形成復合防腐涂料。導電高分子材料還可以制成其他與我們日常生活密切相關的實用產品比如：可根據外界條件變

20、化調節居室環境的智能窗戶，發光交通標志，太陽能電池等等，使人們的生活更加舒適。導電高分子在作為電 極材料方面的應用化學1101王凌乾1111081015導電高分子在作為電 極材料方面的應用 一.化學合成聚(3-甲基噻吩) 二.粘合劑在電極方面的應用 三.高分子在染料敏化鈉晶TiO2 太 陽電池中的應用 四.聚苯胺導電材料在二次電池電極材料中的應用 五. 導電高分子材料的導電網絡形態調控及其功能化一、化學合成聚(3-甲基噻吩)其主要運用是制備復合電極：按一定比例稱取聚(3-甲基噻吩)、乙炔黑（由于乙 炔黑的量很少，因此在電容方面的作用可以忽略不計，主要用于提高復合膜的電導）、P(VDF-HFP)

21、，加入 N- 甲基吡咯烷酮（NMP）溶解成一懸濁液，滴加適量丙 酮使之粘度下降，高速攪拌 2 h。蒸發部分丙酮使懸濁液達到一定粘度。將此懸濁液涂于石墨電極（電流收 集器）上，待晾干后，抽真空，保持數小時。所得的 復合膜中各組分比例為：55.0%聚(3-甲基噻吩)、42.4% P(VDF-HFP)、2.6%導電碳黑。二、粘合劑在電極方面的應用 鎘鎳蓄電池電極片目前較普遍采用的是正極以泡沫鎳、負極以穿孔鋼帶為集流體，然后利用粘合劑分別將正、負極活性物質調成粘稠度適中的漿料，填充到泡沫鎳或者涂到穿孔鋼帶的表面，干燥后再利用滾壓機將極片滾壓到一定的厚度，剪切成適當的尺寸。 三、高分子在染料敏化鈉晶Ti

22、O2 太陽電池中的應用染料敏化納晶 TiO2太陽電池是一種極具競爭力的新型太陽能電池 ,它主要由三部分組成 :染料敏化的 TiO2納晶電極 、電解質和對電極 ,每一組成部分又由幾種材料組成 ,每一種材料都在電池將太陽能轉化為電能的過程中發揮特定的作用 。為了進一步降低成本 、改善性能 ,用高分子材料代替其中的一種或幾種組成材料，經過適當改性的高分子材 料 ,這樣電池除具備優異的機械加工性能外 ,還具備像金屬與半導體一樣的光 、電及電磁性能 。基于聚對苯二甲酸乙二醇酯( PET) 的柔性電極制備納晶 TiO2多孔薄膜電極的傳統方法：是將TiO2膠體溶液涂敷在導電玻璃基底上 ,再經過高溫 燒結 (

23、400450 ),使TiO2顆粒之間以及TiO2顆粒與導電基底之間結合牢固 ,并且可以去除有機殘留物 ,從而提高納TiO2多孔薄膜內電子的輸運速 度及電極的穩定性。但導電玻璃重量大 ,易破碎 , 不易加工 ,給染料敏化納晶TiO2太陽電池的實際應 用帶來了很大的不便 。近年來 ,基于高分子材料的 柔性電極以其重量輕 可隨意變形以及價格低等優 點引起了人們的廣泛關注 。 圖1 染料敏化納晶太陽電池結構及工作原理示意圖( Ecb :半導體的導帶邊; Evb :半導體的價帶邊;D、D 3 :分別是染料的基態和激發態; I - / I -3 :氧化還原電解質四、聚苯胺導電材料在二次電池電極材料中的應用

24、 聚苯胺的結構特性： 聚苯胺是由還原單元和氧化單元構成,其結構式為聚苯胺在二次電池正電極材料中的應用 聚苯胺電極正極材料在二次電池中既可以通過陰離子摻雜(即P 型摻雜) 也可以通過陽離子摻雜(即n 型摻雜) 來實現其充放電功能。聚苯胺近年來在電極材料方面的應用性研究很多,可見,通過改變摻雜劑的種類或是使用合適的大分子模板制備出來的聚苯胺,都可以直接作為鋰離子二次電池的正極材料加以應用。聚苯胺正極材料與無機材料的復合材料一般而言有以下三種方法: (1) 簡單的物理混合; 、 (2) 將聚合物溶解,然后加入無機物混合,涂布,除去溶劑; (3) 將聚合物單體溶解,加入無機物,然后聚合。 加入的無機物

25、一般采用電化學活性較高的氧化物正極材料如WO3 、TiO2 、MnO2 、V2 O5 苯胺在二次電池負極材料中的應用 對鋰二次電池的充放電過程進行分析可發現:充電時,Li+從正極脫嵌經過電解質進入負極,同時電子的補償電荷從外電路供給到負極;放電時則相反,Li+從負極脫嵌 ,經過電解質嵌入正極。在正常充放電情況下,Li+在層狀結構的碳負極材料的層間嵌入和脫出只應引起層面間距的變化,而不破壞晶體結構,即在充放電過程中,負極材料的化學結構基本改變。由此可見,為了提高電池性能,選用的碳負極材料應符合以下要求:(1) 鋰儲存量高; (2) 鋰在碳中的嵌入脫嵌反應快,即鋰離子在固相內的擴散系數大,在電極/

26、 電解液界面的移動阻抗小; (3) 鋰離子在電極材料中的存在狀態穩定; (4) 在電池充放電循環中,碳負極材料體積變化小; (5) 電子導電性高; (6) 碳材料在電解溶液中不溶解。五、導電高分子材料的導電網絡形態調控及其功能化填充型導電高分子材料（CPCs）由于其廣泛的應用和簡易的制備方法備受學術界的關注。近來，在高分子加工方向的研究中，填充型導電高分子材料研究中的熱點主要是導電網絡形態及其電性能的調控，以及導電高分子材料的多功能化。導電填料(如：炭黑，碳納米管，石墨，石墨稀，金屬粉末等)需要在高分子基體中搭建導電網絡來獲得一定的電性能。不同加工過程中對導電網絡的形成有不同的影響（如Fig.

27、1所示）。這里，我將結合文獻資料和本課題組經驗對各種調控導電網絡結構及其性能的方法和表征手段進行闡述。導電高分子材料的導電網絡形態調控及其功能化。另外，由于CPCs相對簡單的制備工藝和靈活可控的導電網絡結構，CPCs的多功能化研究也備受關注：列如：導電材料的形變、溫度敏感，形狀記憶，及柔性導體等多功能化研究。我將就形變敏感及柔性導體方面的工作，做一個小結。并對這里面所遇到的問題及將來發展的趨勢提出一些見解。導電高分子材料的導電網絡形態調控及其功能化 參考文獻： 1、呂國金楊蘭生、張曼等 “ 貯氫電極粘合劑的選擇及其進展 2、汪昆華 ,羅傳秋. 聚合物近代儀器分析 M . 北京 : 清華大學出

28、版 社 ,1991 ,99 :20 44 3、夏和生. 超聲輻射制備聚丙烯酸正丁酯和聚苯胺納米材料的研究 D . 四川大學博士學位論文 ,2001 4、趙 亮 葛嶺梅 周安寧 劉春寧(西安科技大學化學化工系 ,西安 710054) 5、楊紅柳等：化學合成聚(3-甲基噻吩)及其在超電容器中的應用1 Deng H, Skipa T, Zhang R, Lellinger D, Bilotti E, Alig I, et al. Polymer. 2009, 50(15):3747-54.2 Deng H, Skipa T, Bilotti E, Zhang R, Lellinger D, Mezz

29、o L, et al. Advanced Functional Materials. 2010 20(9):1424-32.3 Gao X, Zhang SM, Mai F, Lin L, Deng Y, Deng H*, et al. Journal of Materials Chemistry. 2011;21(17):6401-8.導電高分子材料現階段研究重點化學1101 王志導電高分子作為一種新型的功能高分子材料，它的應用前景是很樂觀的!目前開發新的電子材料和相應的元件已引起各國科技工作者的重視，利用導電高分子材料開發出的各種商品已經在商業應用上取得了成功!近年來，科研工作者又在高強度

30、導電高分子可加工導電高分子領域開展大量研究工作，并取得了很大的進展!當然，目前導電高分子材料的應用還不算很普遍，很多方面還沒有達到實際生產沒有進入到生活中，原因是其中還存在著許多問題，如電導率較低使用溫度范圍窄使用壽命較短有些材料成本較高在一些應用中機械性能達不到要求等等，相信在廣大研究者的共同努力下，這些問題將會得到解決，作為 21 世紀材料科學的研究重點，導電高分子材料的發展必將取得令世人矚目的成就 改進和開發新型陰極材料是提高鉭電解電容器性能的重要途徑。用導電高分子如聚吡咯、PEDOT 和聚苯胺代替傳統二氧化錳作為鉭電解電容器的陰極材料，可以降低電容器的等效串聯電阻，提高電容器的高頻特性

31、。如何在結構復雜的鉭陽極體上形成完整、均勻的高電導率和高穩定性聚合物膜層，同時盡量減少對介質氧化膜的破壞，是制造導電高分子鉭電解電容器的關鍵所在，也是人們研究的重點。固體鉭電解電容器方面研究重點導電高分子在納米材料方面的研究重點如何更加有效地控制高分子納米微粒的粒徑?如何使反應體系中析出的納米粒子不發生團聚?如何使微粒的電導率進一步得到提高?納米粒子的粒徑與電導率之間有無定量關系?怎樣提高微粒在空氣中的懸浮穩定性、溶解性與加工性等。導電高分子在能源、光電子器件、電磁屏蔽、乃至生命科學都有廣泛的應用前景。但是,至今未實現導電高分子的實用化。作為材料,離實際應用仍有相當大的距離,存在許多有待發展的

32、方面。導電高分子的研究重點將集中在以下幾個方面:1)解決導電高聚物的加工性和穩定性。現有的導電高分子聚合物多數不能同時滿足高導電性、穩定性和易加工性。合成可溶性導電高聚物是實現可加工性和研究結構與性能的有效途徑。2)自摻雜或不摻雜導電高分子。摻雜劑不穩定或聚合物脫雜往往影響聚合物的導電性。因此,合成自摻雜或不摻雜導電高分子可以解決聚合物穩定性問題。3)提高導電率。1988年一些學者已使聚乙炔(PA)拉伸后的電導率達105S /cm,接近銅和銀的室溫導電率4, 5。因此提高導電高分子的電導率將一直是該領域最有吸引力的基礎研究課題之一。4)在分子水平研究和應用導電高聚物。開發新的電子材料和相應的元

33、件已引起各國科技工作者的重視。如果技術上能很好地解決導電高分子的加工性并滿足綠色化學的要求,使其實現導電高分子實用化,必將對傳統電子材料帶來一場新的技術革命。近年來，科研工作者又在高強度導電高分子“可加工導電高分子領域開展大量研究工作，并取得了很大的進展!當然，目前導電高分子材料的應用還不算很普遍，很多方面還沒有達到實際生產”沒有進入到生活中，原因是其中還存在著許多問題，如電導率較低“使用溫度范圍窄”使用壽命較短“有些材料成本較高”在一些應用中機械性能達不到要求等等，相信在廣大研究者的共同努力下，這些問題將會得到解決。導電材料出現以后,人們開發了一系列的具有優異性能的導電聚合物,對這類物質的導

34、電行為有了進一步的了解。近年來,科研工作者又在高強度導電高分子、可加工導電高分子領域開展大量研究工作,并取得了很大的進展。導電高分子材料未來發展方向近年來導電聚合物研究取得了長足的進展，人們開發了一系列新的具有優異性能的導電聚合物，對這類準一維體系中的電子行為有了更深入的了解今后這一領域的發展將主要沿下列幾個方向發展：(i)合成具有更高電導率及在空氣中長期穩定的導電聚合物，其中特別值得重視的是可加工的非電荷轉移(單組分)型導電聚合物的研究，因預計這類導電聚合物將具有比電荷轉移型高得多的空氣穩定性若能將這類導電聚合物的電導率提高到類似于銅的水平，則有可能實現在電力傳輸方面的應用(ii)有機聚合物

35、超導體，自1980年發現第一個小分子電荷轉移復合物超導體以來，已發現了近10種有機超導體，臼前超導轉變溫度為8K，由于最近液氮溫區氧化物陶瓷超導體的發現使有機超導體的研究勢頭有所減弱，但目前仍有人在認真地考慮開發新的聚合物超導體的問題 盡管迄今還沒有實現，但是目前氧化物陶瓷超導體的發現給聚合物超導體研究注入了新的動力，因為原來人們一直認為有機聚合物不可能做到完全規整的結構，因而很難實現超導，但是目前的鋇釔銅氧等氧化物超導體系也是一種多相體系，因而引起了人們實現聚合物超導體長期的夢想，現今已有人開始在這方面進行探索(iii) 對有機材料電子性能的研究另一重要目標是開發出具有無機材料不可替代的新二

36、代功能材料，從這一意義上來說，目前關于導電聚合物中電子過程的研究不過是對有機電子材料的前哨戰，人們期望充分利用有機高分子材料結構多變、易于實現功能化的特點，在深入進行結構與性能關系研究的基礎上，實現分子設計，開發出新的一代有機電子功能材料，為下一世紀工業的飛躍提供堅實的基礎例如近年釆有機非線性光學材料的研究已取得很大進展最近蘇聯報道已合成出純有機的鐵磁體，在這一系列有機電、 磁、光物性材料研究的基礎上，人們正在開始有機分子器件的研究，例如分子整流器、分子開關等在分子器件的基礎上可進而考慮實現分子電路，它將大大提高電子器件的集成度最近美國Phototherm公司的AMerks 就一種建立在亞分子

37、級的極光電能量轉換器的設想獲得了專利，據稱其太陽能轉換效率可高達6080%，其可行性還有待證實總之，十余年來導電聚合物的研究使人們對有機固體的電子過程的了解有了長足的進步今后，人們將在此基礎上向有機電子材料的各個領域開展新的進軍，為在本世紀末或下世紀初實現更高密度的信息處理材料、更高效率的能量轉換和傳遞材料而努力。導電高分子材料小結盡管對導電高分子材料的研究起步較晚，但由于其優良的性能和潛在地發展空間，特別是可以在絕緣體、半導體、導體之間變化，在不同條件下呈現各異的性能，因此發展非常迅速。尤其是復合型導電高分子材料，因成本低，加工方法簡單易行，已經得到廣泛的應用?？蓱迷谝韵路矫妫?.抗靜電材

38、料 2.電磁波屏蔽與隱身材料 3. 聚合物二次電池 4.發光二極管 5.發光電化學池 6.金屬防腐與防污等此外，導電高分子材料還可以制成其他與我們日常生活密切相關的使用化學品，如可以根據外界條件變化調節居室環境的智能窗戶、發光交通標志等導電高分子材料的優越性具有半導體及導體雙重特性，可低溫加工、可大面積化、具有塑料的拉伸性、彈性和柔韌性等，所以制作成本低，組件特性優越，對未來電子及信息工業將產生巨大影響。 導電高分子材料面臨的挑戰 作為材料,離實際應用仍有相當大的距離,仍然存在許多有待發展的方面。比如如何獲得可熔體加工的導電聚合物;可溶性聚合物在一定程度上解決了加工性問題,但結構缺陷對性能影響在所難免;芳雜環導電高聚物的出現盡管解決了一般的化學和環境穩定問題,但摻雜劑本身仍存在不穩定性。 綜合電學性能與銅相比還有差距，理論上還沿用無機半導體理論和摻雜概念，導電聚合物的自構筑、自組裝分子器件的研究也存在很多問題；加