導(dǎo)電高分子材料

1、 Conductive Polymer Conductive Polymer 導(dǎo)電高分子張盼SA170200202017.11.0302導(dǎo) 電 高 分 子 分類(聚苯亞乙烯)（PAn )導(dǎo) 電 高 分 子 02聚吡咯 Polypyrrole電容電容器器傳感傳感器器光電光電性能性能 導(dǎo)電性好和電化學(xué)可逆性好導(dǎo)電性好和電化學(xué)可逆性好 充電電池的充電電池的電極材料電極材料(太陽能電池太陽能電池) 超級(jí)電容器超級(jí)電容器導(dǎo)電態(tài)導(dǎo)電態(tài)絕緣態(tài)絕緣態(tài)分子分子電子器件電子器件(二極管、三極管二極管、三極管)PPy納米線納米線納米光電器件納米光電器件電化學(xué)氧化還原性質(zhì)，質(zhì)子酸摻雜行為；電化學(xué)氧化還原性質(zhì)，質(zhì)子酸摻

2、雜行為；當(dāng)當(dāng)PPy膜周圍環(huán)境的酸度或化學(xué)氣氛發(fā)膜周圍環(huán)境的酸度或化學(xué)氣氛發(fā)生變化，引起其電化學(xué)性質(zhì)的變化生變化，引起其電化學(xué)性質(zhì)的變化PPy基基氣敏材料氣敏材料氣體的檢測(cè)氣體的檢測(cè)電流型生物傳感器電流型生物傳感器酶、核酸探測(cè)酶、核酸探測(cè)微波吸收劑微波吸收劑 具有生物相容性，無毒害，用作生物醫(yī)用領(lǐng)域及研具有生物相容性，無毒害，用作生物醫(yī)用領(lǐng)域及研制人工肌肉、氣體和生物傳感器、電磁屏蔽、隱身材料、制人工肌肉、氣體和生物傳感器、電磁屏蔽、隱身材料、抗靜電材料、導(dǎo)電纖維等?？轨o電材料、導(dǎo)電纖維等。人造肌肉人造肌肉(Artificial Muscle) （機(jī)器人）（機(jī)器人）共軛導(dǎo)電聚合物處于不同的氧化態(tài)

3、時(shí)，其體積有顯著的不同，即對(duì)于外加電壓會(huì)產(chǎn)生共軛導(dǎo)電聚合物處于不同的氧化態(tài)時(shí)，其體積有顯著的不同，即對(duì)于外加電壓會(huì)產(chǎn)生體積響應(yīng)體積響應(yīng)。根據(jù)這一特性，可用來仿制。根據(jù)這一特性，可用來仿制人工肌肉人工肌肉。日本科學(xué)家制造出可與人類肌肉相媲美，且無需馬達(dá)、齒輪等復(fù)雜裝置的人造肌肉。日本科學(xué)家制造出可與人類肌肉相媲美，且無需馬達(dá)、齒輪等復(fù)雜裝置的人造肌肉。伸縮率可達(dá)伸縮率可達(dá)15%，相當(dāng)于人的肌肉，相當(dāng)于人的肌肉20%的伸縮率。人造肌肉中一根管狀導(dǎo)電塑料可承重的伸縮率。人造肌肉中一根管狀導(dǎo)電塑料可承重20克，克，1600根綁在一起可承重根綁在一起可承重20公斤。如果人造肌肉體積和人的肌肉相同，其力量

4、可達(dá)后者公斤。如果人造肌肉體積和人的肌肉相同，其力量可達(dá)后者的的100倍倍。鯉魚形狀的它鯉魚形狀的它在嘴巴里裝備在嘴巴里裝備有攝象機(jī)，同有攝象機(jī)，同時(shí)可以時(shí)可以測(cè)量水測(cè)量水下氧氣下氧氣，為魚，為魚類飼養(yǎng)提供關(guān)類飼養(yǎng)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。鍵數(shù)據(jù)。日本大阪從日本大阪從事新材料開事新材料開發(fā)的幾家公發(fā)的幾家公司，成功用司，成功用高分子材料高分子材料的的“人造肌人造肌肉肉”制成了制成了一種一種機(jī)器魚機(jī)器魚。導(dǎo) 電 高 分 子RFID標(biāo)簽標(biāo)簽RFID：無線射頻識(shí)別標(biāo)識(shí)技術(shù)，這種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的：無線射頻識(shí)別標(biāo)識(shí)技術(shù)，這種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的RFID商品標(biāo)簽被商品標(biāo)簽被認(rèn)為將是今后全球商品交易及物流中采用

5、最廣的技術(shù)之一。認(rèn)為將是今后全球商品交易及物流中采用最廣的技術(shù)之一。塑料塑料RFID標(biāo)簽將來潛在的市場(chǎng)，包括門禁管制、貨物管理、資產(chǎn)回收、物料處標(biāo)簽將來潛在的市場(chǎng)，包括門禁管制、貨物管理、資產(chǎn)回收、物料處理、廢物處理、醫(yī)療應(yīng)用、交通運(yùn)輸、防盜應(yīng)用、自動(dòng)控制、聯(lián)合票證等許多領(lǐng)域。理、廢物處理、醫(yī)療應(yīng)用、交通運(yùn)輸、防盜應(yīng)用、自動(dòng)控制、聯(lián)合票證等許多領(lǐng)域。印刷用于低價(jià)格無線射頻識(shí)別體系的無源元件導(dǎo) 電 高 分 子 02五元雜環(huán)，無活潑氫。本征態(tài)聚噻吩為紅色無定型固體，摻雜后則顯綠色。這五元雜環(huán)，無活潑氫。本征態(tài)聚噻吩為紅色無定型固體，摻雜后則顯綠色。這一顏色變化可應(yīng)用于一顏色變化可應(yīng)用于電致變色器件

6、電致變色器件。（PTh ）比利時(shí)愛克發(fā)比利時(shí)愛克發(fā)(Agfa)公司公司以以PEDOT導(dǎo)電油墨作為電極材料的柔性導(dǎo)電油墨作為電極材料的柔性O(shè)LED聚噻吩不溶不熔，有很高的強(qiáng)度，引入取代基后可溶。聚噻吩不溶不熔，有很高的強(qiáng)度，引入取代基后可溶。雙取代雙取代：溶解性較好，：溶解性較好，制備印刷電路板通孔的內(nèi)表面涂料。制備印刷電路板通孔的內(nèi)表面涂料。應(yīng)用：防腐、抗靜電、有機(jī)太陽能電池、化學(xué)傳感、電致發(fā)光器件等應(yīng)用：防腐、抗靜電、有機(jī)太陽能電池、化學(xué)傳感、電致發(fā)光器件等聚噻吩的衍生物聚噻吩的衍生物PEDOT是有機(jī)電致發(fā)光器件制備中重要的空穴傳輸層材料。是有機(jī)電致發(fā)光器件制備中重要的空穴傳輸層材料。 ED

7、OT（3,4-乙撐二氧噻吩單體）乙撐二氧噻吩單體）聚合和摻雜性與聚合和摻雜性與PPy 相似，多為電化學(xué)聚合法。相似，多為電化學(xué)聚合法。導(dǎo) 電 高 分 子聚噻吩 Polythiophene發(fā)光二極管（發(fā)光二極管（PLED）利用導(dǎo)電高分子與金屬線圈當(dāng)電極，半導(dǎo)體高分子在中間，當(dāng)兩電利用導(dǎo)電高分子與金屬線圈當(dāng)電極，半導(dǎo)體高分子在中間，當(dāng)兩電極接上電源時(shí)，半導(dǎo)體高分子將會(huì)開始發(fā)光。比傳統(tǒng)的燈泡更節(jié)省能源極接上電源時(shí)，半導(dǎo)體高分子將會(huì)開始發(fā)光。比傳統(tǒng)的燈泡更節(jié)省能源而且產(chǎn)生較少的熱，具體應(yīng)用包括平面電視機(jī)屏幕、交通信息標(biāo)志等。而且產(chǎn)生較少的熱，具體應(yīng)用包括平面電視機(jī)屏幕、交通信息標(biāo)志等。2004，13英

8、寸導(dǎo) 電 高 分 子 應(yīng) 太陽能電池太陽能電池電高分子可制成太陽電池，結(jié)構(gòu)與電高分子可制成太陽電池，結(jié)構(gòu)與發(fā)光二極管相近，但機(jī)制卻相反，它發(fā)光二極管相近，但機(jī)制卻相反，它是將光能轉(zhuǎn)換成電能。優(yōu)勢(shì)在于廉價(jià)是將光能轉(zhuǎn)換成電能。優(yōu)勢(shì)在于廉價(jià)的制備成本，簡單的制備工藝，具有的制備成本，簡單的制備工藝，具有塑料的拉伸性、彈性和柔韌性。塑料的拉伸性、彈性和柔韌性。導(dǎo) 電 高 分 子導(dǎo) 電 高 分 子 應(yīng) 用02金屬表面涂覆，能阻止空氣、水和鹽分揮發(fā)，遏制金屬生銹和腐蝕；充當(dāng)催化劑，金屬電化學(xué)氧化反應(yīng)。良好的導(dǎo)電性，與高聚物的親合性優(yōu)于碳黑或金屬粉，可以與塑料、橡膠、纖維結(jié)合，如手機(jī)外殼以及微波爐外層防輻射

9、涂料、和軍用隱形材料等。高純度納米聚苯胺具有良好的氧化還原可逆性，可以作為二次電池的電極材料。 研究熱點(diǎn)。納米聚苯胺對(duì)于某些離子和氣體具有。熱失重溫度大于200，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他塑料制品。納米聚苯胺有良好的，導(dǎo)熱系數(shù)是其他材料的23倍，可作太陽能材料的替代產(chǎn)品。（PAn ）聚苯胺防靜電、電磁屏蔽、防腐蝕防靜電、電磁屏蔽、防腐蝕電磁干擾電磁干擾 (Electromagnetic Interference，EMI) (也稱作電磁污染也稱作電磁污染)。PAN的屏蔽效果最好。當(dāng)?shù)钠帘涡Ч詈谩．?dāng)PAN膜厚大于膜厚大于50m時(shí)，其屏蔽效能在時(shí)，其屏蔽效能在80100dB范圍內(nèi)，滿足工業(yè)和范圍內(nèi)，滿足工業(yè)和軍

10、事要求。相比于金屬軍事要求。相比于金屬EMI屏蔽材料具有屏蔽材料具有密度小、密度小、環(huán)境穩(wěn)定性好、電導(dǎo)率可調(diào)、環(huán)境穩(wěn)定性好、電導(dǎo)率可調(diào)、EMI屏蔽效能屏蔽效能尤其尤其是是電磁吸收性能電磁吸收性能好，能夠吸收雷達(dá)波，因此可以好，能夠吸收雷達(dá)波，因此可以做做隱身飛機(jī)隱身飛機(jī)的涂料。的涂料。防蝕涂料能夠防蝕涂料能夠防腐蝕防腐蝕，可以，可以用在火箭、船舶、石油管道等。用在火箭、船舶、石油管道等。導(dǎo) 電 高 分 子05 應(yīng)應(yīng) 響響 速速 快快 性性 色色 變變 致致電電吸吸 波波 性性可可 逆逆 摻摻 雜雜 導(dǎo)導(dǎo) 電電 性性導(dǎo) 電 高 分 子 應(yīng) 用021.導(dǎo)電率變化范圍寬導(dǎo)電率變化范圍寬 隨摻雜度變化

11、，可在絕緣體半導(dǎo)體金屬態(tài)之間變化隨摻雜度變化，可在絕緣體半導(dǎo)體金屬態(tài)之間變化導(dǎo)電高分子的電導(dǎo)率范圍導(dǎo) 電 高 分 子 特 性022.摻雜摻雜-脫摻雜過程可逆脫摻雜過程可逆 導(dǎo)電高分子不僅可以摻雜導(dǎo)電高分子不僅可以摻雜, 而且還可以脫摻雜而且還可以脫摻雜, 并且摻雜并且摻雜-脫摻雜的脫摻雜的過程完全可逆。過程完全可逆。3.具有光學(xué)性能具有光學(xué)性能（光誘導(dǎo)（光誘導(dǎo)吸收、光致發(fā)光等非線性光學(xué)吸收、光致發(fā)光等非線性光學(xué)特性）特性）、磁學(xué)性能磁學(xué)性能、電化電化學(xué)性能學(xué)性能（隨氧化（隨氧化/還原過程，還原過程，顏色發(fā)生變化）等顏色發(fā)生變化）等導(dǎo) 電 高 分 子 特 性導(dǎo) 電 高 分 子 凝 膠（CPGs）

12、導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性取決于構(gòu)成材料的分子結(jié)構(gòu)、摻雜水平和分子包裝的順序。具有各種納米結(jié)構(gòu)如0D納米顆粒，1D納米纖維和2D納米片的導(dǎo)電聚合物，已被開發(fā)和應(yīng)用于一系列技術(shù)領(lǐng)域，如傳感器、電子工業(yè)和能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換器件。這些納米結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電聚合物的電性能可能由于不均勻聚集，嚴(yán)重的復(fù)位以及在加工和組裝過程中接觸不良所引起的結(jié)構(gòu)缺陷而被削弱。導(dǎo) 電 高 分 子 凝 膠（CPGs）受天然凝膠的合成啟發(fā)，通過使用多官能團(tuán)的分子連接共軛高分子鏈得到3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電高分子凝膠（CPG）發(fā)展起來。導(dǎo) 電 高 分 子 凝 膠（CPGs）與純粹的PPy相比，CuPcTs摻雜的PPy的電化學(xué)活性大大增強(qiáng)導(dǎo) 電 高 分 子

13、 凝 膠（CPGs）導(dǎo) 電 高 分 子 凝 膠（CPGs）導(dǎo) 電 高 分 子 凝 膠（CPGs）導(dǎo) 電 高 分 子 凝 膠（CPGs）通過熱處理得到的CPG衍生的碳框架材料具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，它們具有層次多孔的結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)各種物質(zhì)運(yùn)輸通道與其活性部位的連接：其次，與傳統(tǒng)的多孔碳材料相比，它們可以提供更多的活性部位；此外，因?yàn)榻宦?lián)劑可以提供關(guān)鍵元素的原子，使得N或其他元素的摻雜可以在熱處理期間在原位完成和調(diào)控； 最后，CPG衍生的碳框架對(duì)于ORR和OER都顯示出高催化活性。導(dǎo) 電 高 分 子 凝 膠（CPGs）導(dǎo) 電 高 分 子 凝 膠（CPGs）導(dǎo) 電 高 分 子 凝 膠（CPGs）參考文獻(xiàn)：

14、1 Zhao F, Shi Y, Pan L, et al. Multifunctional Nanostructured Conductive Polymer Gels: Synthesis, Properties, and ApplicationsJ. Accounts of Chemical Research, 2017, 50(7): 1734-1743.2 Wang Y, Shi Y, Pan L, et al. Dopant-enabled supramolecular approach for controlled synthesis of nanostructured conductive polymer hydrogelsJ. Nano letters, 2015, 15(11): 7736-7741.3 Yu C, Wang C, Liu X, et al. A cytocompatible robust hybrid conducting polymer hydrogel for use in a mag