2019-08-10 06:05:01
印刷使聚合物变平改善电学和光学性能

研究人员已经找到了一种方法,可以使用聚合物印刷来拉伸和压平扭曲的分子,从而更好地导电。由伊利诺伊大学的化学和生物分子工程师领导的团队在Science Advances杂志上报告了他们的发现。

共轭聚合物通过富电子分子沿交替的单和双化学键的主链结合而形成。该连接允许电流非常快速地通过聚合物,使其非常适合用于电气和光学应用。研究人员表示,这种运输方式的运行方式非常有效,以至于共轭聚合物现已准备好与硅材料竞争。

然而,这些聚合物在加入时往往会扭曲成扭曲的螺旋状,严重阻碍电荷传输。

“共轭聚合物的平整度或平面度在其导电能力中发挥着重要作用,”负责该研究的化学和生物分子工程教授Ying Diao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。”

Diao说,通过施加巨大的压力或操纵它们的分子结构,可以使共轭聚合物变平,但这两种技术都是非常耗费人力的。 “真的没有简单的方法可以做到这一点。”

博士后研究员Kyung Sun Park和研究生Justin Kwok在Diao实验室进行印刷实验和流动模拟时注意到了一些事情。聚合物在印刷过程中经历两个不同的流动阶段:第一阶段发生在聚合物油墨开始蒸发时毛细作用拉动,第二阶段是印刷刀片和基材施加的力的结果,研究人员表示。

“Park和Kwok揭示了印刷过程中发生的另一个阶段,其中聚合物似乎具有截然不同的特性,”Diao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。”

Diao说,不仅聚合物在第三阶段被拉伸和变平,而且在从溶液中析出后它们也保持这种状态,从而可以微调打印机设置以生产共轭聚合物,用于新的,更快的生物医学设备和柔性电子产品

“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,”刁说。 “我们预计这些未开发的平衡和流动诱导相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。”

人类科学
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