“一種高電導(dǎo)率的聚噻吩復(fù)合材料及其制備方法”獲國家發(fā)明專利授權(quán)

　  中國科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所楊小牛研究員等科研人員發(fā)明的“一種高電導(dǎo)率的聚噻吩復(fù)合材料及其制備方法” 專利近日獲得了國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)（專利號(hào)：ZL 200710055671.8）?！?BR style="FONT-SIZE: 10.5pt">　  半導(dǎo)體/絕緣聚合物復(fù)合材料以潛在的低成本、高穩(wěn)定性和高機(jī)械強(qiáng)度等特性受到科研工作者的青睞。但長(zhǎng)期以來，絕緣體的引入往往會(huì)因?yàn)榇蟪叨葍上喾蛛x等因素顯著降低復(fù)合材料的半導(dǎo)體性能如電導(dǎo)率。如何最大程度發(fā)揮半導(dǎo)體/絕緣聚合物復(fù)合材料的性能成為光電功能高分子領(lǐng)域一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。 
　  在國家基金委和中科院的大力支持下，楊小牛課題組以可溶性聚噻吩和絕緣聚合物如聚苯乙烯（PS）或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的復(fù)合材料為例，展示了半導(dǎo)體/絕緣聚合物復(fù)合薄膜的電導(dǎo)率增強(qiáng)現(xiàn)象。特別地，當(dāng)復(fù)合薄膜中兩相的質(zhì)量比1:1時(shí)，其電導(dǎo)率可比同樣條件下制備的聚噻吩薄膜高出5-8倍；當(dāng)聚噻吩含量為10-wt％的復(fù)合薄膜，其電導(dǎo)率仍然可以與純聚噻吩薄膜相當(dāng)。 
　  為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電率增強(qiáng)現(xiàn)象，必須同時(shí)滿足兩個(gè)基本點(diǎn)條件:一是由于很大部分電荷在共混兩相界面?zhèn)鬏敚^緣聚合物的介電常數(shù)必須足夠低才可能有效提高半導(dǎo)體相的載流子遷移率，從而提高電導(dǎo)率;二是從薄膜形態(tài)考慮，逾滲理論闡明連續(xù)的半導(dǎo)體相有利于減小電荷傳輸?shù)淖枇Γ瑥亩岣唠妼?dǎo)率。 
　  為了滿足這兩個(gè)條件,他們首先使用了低介電常數(shù)的PS和PMMA以滿足上述條件1;同時(shí)他們利用可溶性聚噻吩在溶液中先結(jié)晶再涂膜的方法巧妙的控制了結(jié)晶和相分離的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系從而抑止了大尺度的兩相分離，獲得均勻分散于復(fù)合物中的聚噻吩纖維晶，形成了連續(xù)的導(dǎo)電通路，滿足了條件2的要求，從而大幅提高了復(fù)合物的電導(dǎo)率。 
　  半導(dǎo)體/絕緣體體相異質(zhì)結(jié)聚合物復(fù)合材料中得界面增強(qiáng)電荷傳輸現(xiàn)象有望在薄膜光電器件和電磁波兼容材料等領(lǐng)域獲得應(yīng)用，大幅降低材料成本，增加可加工性和穩(wěn)定性。