功能高分子05第4章導(dǎo)電高分子材料

1、4.1 概述4.2 復(fù)合型導(dǎo)電聚合物4.3 本征型導(dǎo)電聚合物作業(yè)導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電高分子材料( (導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電聚合物)具有明顯聚具有明顯聚合物特征，同時(shí)具有導(dǎo)體性質(zhì)的材料。合物特征，同時(shí)具有導(dǎo)體性質(zhì)的材料。白川英樹艾倫 馬克迪爾米德艾倫黑格19741974年首次聚合成聚乙炔薄膜年首次聚合成聚乙炔薄膜, ,為絕緣體。為絕緣體。19771977年通過摻雜使聚乙炔薄膜成為良導(dǎo)體。年通過摻雜使聚乙炔薄膜成為良導(dǎo)體。19791979年提出孤子理論年提出孤子理論, ,較好地解釋了聚乙炔的異常較好地解釋了聚乙炔的異常特性。特性。19871987年用有機(jī)小分子薄膜材料研制成有機(jī)發(fā)光二年用有機(jī)小分子薄膜材料研

2、制成有機(jī)發(fā)光二極管極管,1990,1990年研制成功有機(jī)發(fā)光二極管年研制成功有機(jī)發(fā)光二極管(OLED) (OLED) 。19951995年研制成一種新型聚合物發(fā)光器件年研制成一種新型聚合物發(fā)光器件(LEC),(LEC),工作工作電壓可低于電壓可低于3V,3V,并且可用鋁作電極。并且可用鋁作電極。20002000年年, ,用高質(zhì)量的多并苯有機(jī)分子晶體制成場(chǎng)效用高質(zhì)量的多并苯有機(jī)分子晶體制成場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)管, ,觀察到分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)觀察到分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng), ,并制成電注入有機(jī)并制成電注入有機(jī)激光器。激光器。20012001年研制成有機(jī)分子場(chǎng)效應(yīng)管年研制成有機(jī)分子場(chǎng)效應(yīng)管, ,推動(dòng)了分子電子推動(dòng)了分子

3、電子學(xué)的新進(jìn)展。學(xué)的新進(jìn)展。導(dǎo)電高分子材料的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電方式與金屬不導(dǎo)電高分子材料的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電方式與金屬不同，屬分子導(dǎo)電材料。同，屬分子導(dǎo)電材料。導(dǎo)電高分子材料根據(jù)材料組成分為：導(dǎo)電高分子材料根據(jù)材料組成分為：復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料本征型導(dǎo)電高分子材料本征型導(dǎo)電高分子材料（1 1）復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料由普通高分子結(jié)構(gòu)材料與金屬或碳等導(dǎo)電材由普通高分子結(jié)構(gòu)材料與金屬或碳等導(dǎo)電材料，通過分散、層合、梯度復(fù)合、表面鍍層等復(fù)料，通過分散、層合、梯度復(fù)合、表面鍍層等復(fù)合方式構(gòu)成。合方式構(gòu)成。其導(dǎo)電作用主要通過其中的導(dǎo)電材料完成。其導(dǎo)電作用主要通過其中的導(dǎo)電材料完成。（

4、2 2）本征型導(dǎo)電高分子材料本征型導(dǎo)電高分子材料又稱結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料，其高分子本身又稱結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料，其高分子本身具備傳輸電荷的能力。具備傳輸電荷的能力。按其結(jié)構(gòu)特征及導(dǎo)電機(jī)理又可分為：按其結(jié)構(gòu)特征及導(dǎo)電機(jī)理又可分為：電子導(dǎo)電聚合物電子導(dǎo)電聚合物、離子導(dǎo)電聚合物離子導(dǎo)電聚合物、氧化還原型導(dǎo)電聚合物氧化還原型導(dǎo)電聚合物。 復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料是由是由絕緣性高分子材絕緣性高分子材料料和各種和各種導(dǎo)電物質(zhì)導(dǎo)電物質(zhì)通過復(fù)合方式制成。通過復(fù)合方式制成。 導(dǎo)電物質(zhì)：導(dǎo)電物質(zhì)：炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉、金炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉、金屬纖維、金屬氧化物等。屬纖維、金屬氧化物等

5、。 復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料兼有高分子材料的易加兼有高分子材料的易加工特性和金屬的導(dǎo)電性。工特性和金屬的導(dǎo)電性。 導(dǎo)電高分子優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)電高分子優(yōu)點(diǎn)：加工性好、工藝簡(jiǎn)單、耐腐加工性好、工藝簡(jiǎn)單、耐腐蝕、電阻率可調(diào)范圍大、價(jià)格低等。（與金屬相蝕、電阻率可調(diào)范圍大、價(jià)格低等。（與金屬相比較）比較） 復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的性能取決于復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的性能取決于導(dǎo)電填料導(dǎo)電填料的種類、用量、粒度和形狀的種類、用量、粒度和形狀。 炭黑是天然的導(dǎo)電材料，其體積電阻率約為炭黑是天然的導(dǎo)電材料，其體積電阻率約為0.10.1100.cm100.cm-1 -1。它不僅原料易得，導(dǎo)電性持久穩(wěn)。它不僅

6、原料易得，導(dǎo)電性持久穩(wěn)定，而且可以大幅度調(diào)整復(fù)合材料的電阻率定，而且可以大幅度調(diào)整復(fù)合材料的電阻率(1 (110108 8.cm.cm-1 -1) )。 由炭黑填充制成的復(fù)合型導(dǎo)電高分子是目前用由炭黑填充制成的復(fù)合型導(dǎo)電高分子是目前用途最廣、用量最大的一種導(dǎo)電高分子材料。途最廣、用量最大的一種導(dǎo)電高分子材料。 金屬纖維的填充量對(duì)導(dǎo)電性能的影響規(guī)律與炭黑金屬纖維的填充量對(duì)導(dǎo)電性能的影響規(guī)律與炭黑填充的情形相類似。但由于纖維狀填料的接觸幾率填充的情形相類似。但由于纖維狀填料的接觸幾率更大，因此在填充量很少的情況下便可獲得較高的更大，因此在填充量很少的情況下便可獲得較高的導(dǎo)電率。導(dǎo)電率。 復(fù)合型導(dǎo)電

7、高分子主要品種：復(fù)合型導(dǎo)電高分子主要品種： 導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電涂料等。導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電涂料等。 例：例：4040年代末添加炭黑的導(dǎo)電塑料由美國(guó)海軍年代末添加炭黑的導(dǎo)電塑料由美國(guó)海軍制成。制成。 特種復(fù)合技術(shù)的研究推動(dòng)了此類材料的發(fā)展。特種復(fù)合技術(shù)的研究推動(dòng)了此類材料的發(fā)展。 復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電作用主要通過其中的復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電作用主要通過其中的導(dǎo)電材料完成。導(dǎo)電材料完成。 復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的結(jié)構(gòu)形式：復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的結(jié)構(gòu)形式：(1)(1)分散復(fù)合結(jié)構(gòu)分散復(fù)合結(jié)構(gòu) 導(dǎo)電性粉末導(dǎo)電性粉末 、纖維分散在基體中、纖維分散在基體中(2)(2)層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)層狀復(fù)合

8、結(jié)構(gòu) 導(dǎo)電層獨(dú)立存在，兩面覆蓋基體材導(dǎo)電層獨(dú)立存在，兩面覆蓋基體材料料(3)(3)表面復(fù)合結(jié)構(gòu)表面復(fù)合結(jié)構(gòu) 導(dǎo)電材料復(fù)合到基體表面導(dǎo)電材料復(fù)合到基體表面(4)(4)梯度復(fù)合結(jié)構(gòu)梯度復(fù)合結(jié)構(gòu) 兩材料連續(xù)相間有濃度漸變的過渡兩材料連續(xù)相間有濃度漸變的過渡層層 復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的性質(zhì)：復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的性質(zhì)：(1)(1)導(dǎo)電性質(zhì)導(dǎo)電性質(zhì) 分散相在連續(xù)相中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)分散相在連續(xù)相中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)(2) (2) 壓敏性質(zhì)壓敏性質(zhì) 材料受到外力作用時(shí)，其電性能明顯變化材料受到外力作用時(shí)，其電性能明顯變化(3)(3) 熱敏性質(zhì)熱敏性質(zhì) 溫度變化時(shí)，材料電性能明顯變化溫度變化時(shí)，材料電性能明顯變化 復(fù)

9、合型導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用：復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用：(1) (1) 導(dǎo)電性質(zhì)的應(yīng)用導(dǎo)電性質(zhì)的應(yīng)用金屬金屬/ /環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠粘劑導(dǎo)電膠粘劑用于電子器件的連接，用于電子器件的連接，抗震性能好抗震性能好炭黑炭黑/ /聚氨酯聚氨酯導(dǎo)電涂料導(dǎo)電涂料用于設(shè)備的防靜電處理、金用于設(shè)備的防靜電處理、金屬防腐等屬防腐等炭黑炭黑/ /硅橡膠硅橡膠導(dǎo)電橡膠導(dǎo)電橡膠用于制備動(dòng)態(tài)電接觸器件，用于制備動(dòng)態(tài)電接觸器件，計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)(2) (2) 壓敏性質(zhì)的應(yīng)用壓敏性質(zhì)的應(yīng)用制備各種壓力傳感器和自動(dòng)控制裝置制備各種壓力傳感器和自動(dòng)控制裝置(3)(3) 熱敏性質(zhì)的應(yīng)用熱敏性質(zhì)的應(yīng)用制備自控溫加熱器件，如加熱帶、加熱

10、管等制備自控溫加熱器件，如加熱帶、加熱管等熱敏電阻等的基本材料熱敏電阻等的基本材料 本征型導(dǎo)電聚合物本征型導(dǎo)電聚合物，又稱，又稱結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子，其，其高分子本身具備傳輸電荷的能力。高分子本身具備傳輸電荷的能力。 結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子分子結(jié)構(gòu)中具有線型或面分子結(jié)構(gòu)中具有線型或面型共軛體系，經(jīng)過摻雜技術(shù)后具有導(dǎo)電功能。型共軛體系，經(jīng)過摻雜技術(shù)后具有導(dǎo)電功能。 如在聚乙炔中摻進(jìn)如在聚乙炔中摻進(jìn)1 1的的AsFAsF5 5或或I I2 2，可使電導(dǎo)率提，可使電導(dǎo)率提高十個(gè)數(shù)量級(jí)，成為高分子金屬。高十個(gè)數(shù)量級(jí)，成為高分子金屬。 摻雜的聚氮化硫在極低溫度下電阻接近于零而成摻雜

11、的聚氮化硫在極低溫度下電阻接近于零而成為超導(dǎo)體。為超導(dǎo)體。 結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的共軛高分子為聚乙炔，是由乙炔氣結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的共軛高分子為聚乙炔，是由乙炔氣體經(jīng)過渡金屬觸媒催化聚合而得，具有如同金屬般體經(jīng)過渡金屬觸媒催化聚合而得，具有如同金屬般的閃亮光澤，其導(dǎo)電性具有半導(dǎo)體材料的特征。的閃亮光澤，其導(dǎo)電性具有半導(dǎo)體材料的特征。 因?yàn)橐驗(yàn)?電子是無法延主鏈移動(dòng)的，而電子是無法延主鏈移動(dòng)的，而 電子雖較易電子雖較易移動(dòng)，但也相當(dāng)定域化，因此必需再加以摻雜，亦移動(dòng)，但也相當(dāng)定域化，因此必需再加以摻雜，亦即移去主鏈上部分電子即移去主鏈上部分電子( (氧化氧化) )或注入數(shù)個(gè)電子或注入數(shù)個(gè)電子( (還原還原) )，

12、這些電洞或額外電子可以在分子鏈上移動(dòng)，使此高這些電洞或額外電子可以在分子鏈上移動(dòng)，使此高分子成為導(dǎo)電體。分子成為導(dǎo)電體。 當(dāng)聚乙炔被氧化或還原后主鏈上即產(chǎn)生自由當(dāng)聚乙炔被氧化或還原后主鏈上即產(chǎn)生自由基離子或稱為極子?；x子或稱為極子。 以鹵素為氧化劑及堿金屬為還原劑為例，摻以鹵素為氧化劑及堿金屬為還原劑為例，摻雜反應(yīng)式如下：雜反應(yīng)式如下：3223xICHIxCHxnnxNaCHxNaCHxnn氧化氧化( (正摻雜正摻雜) )：還原還原( (負(fù)摻雜負(fù)摻雜) )： 摻雜后之摻雜后之PAPA為鹽類，在外加電場(chǎng)下對(duì)應(yīng)離子為鹽類，在外加電場(chǎng)下對(duì)應(yīng)離子I I3 3- -或或NaNa+ +并不移動(dòng)或做極小幅

13、移動(dòng)，但并不移動(dòng)或做極小幅移動(dòng)，但 電子卻會(huì)移電子卻會(huì)移動(dòng)而產(chǎn)生電流。動(dòng)而產(chǎn)生電流。 此摻雜反應(yīng)亦可以電化學(xué)方法進(jìn)行。此摻雜反應(yīng)亦可以電化學(xué)方法進(jìn)行。 導(dǎo)電高分子除了聚乙炔外，尚有以下幾類：導(dǎo)電高分子除了聚乙炔外，尚有以下幾類： 雜環(huán)聚合物：雜環(huán)聚合物：聚吡咯、聚噻吩聚吡咯、聚噻吩 芳香族聚合物：芳香族聚合物：聚對(duì)亞苯、聚苯胺聚對(duì)亞苯、聚苯胺 不飽和碳?xì)浼胺枷阕宀⒋娴木酆衔铮翰伙柡吞細(xì)浼胺枷阕宀⒋娴木酆衔铮壕郾揭胰簿郾揭胰?這些高分子早在這些高分子早在19771977年以前即被合成出來，但到年以前即被合成出來，但到聚乙炔被發(fā)現(xiàn)經(jīng)摻雜而大幅提高導(dǎo)電度之后，才被聚乙炔被發(fā)現(xiàn)經(jīng)摻雜而大幅提高導(dǎo)電度之

14、后，才被廣泛研究。廣泛研究。NHpolypyrrole (PPy)nSpolythiophene (PT)n 導(dǎo)電高分子的應(yīng)用：導(dǎo)電高分子的應(yīng)用： 各類高分子因有不同電子結(jié)構(gòu)，故各具有不同光各類高分子因有不同電子結(jié)構(gòu)，故各具有不同光電、導(dǎo)電、電化學(xué)等特性，因而有不同應(yīng)用方向。電、導(dǎo)電、電化學(xué)等特性，因而有不同應(yīng)用方向。 如如引進(jìn)不同機(jī)能的基團(tuán)于主鏈及側(cè)鏈引進(jìn)不同機(jī)能的基團(tuán)于主鏈及側(cè)鏈，便可調(diào)節(jié)，便可調(diào)節(jié)其光電特性及溶解性，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。其光電特性及溶解性，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。 未經(jīng)摻雜者為未經(jīng)摻雜者為半導(dǎo)體半導(dǎo)體，經(jīng)摻雜后為，經(jīng)摻雜后為導(dǎo)體導(dǎo)體，除具有，除具有與無機(jī)半導(dǎo)體及導(dǎo)體類似的特性外，在組件制

15、作時(shí)與無機(jī)半導(dǎo)體及導(dǎo)體類似的特性外，在組件制作時(shí)尚有尚有可低溫加工、可大面積化、可撓曲可低溫加工、可大面積化、可撓曲等特性，等特性，制制作成本低、有獨(dú)特的組件特性作成本低、有獨(dú)特的組件特性，對(duì)未來電子及信息，對(duì)未來電子及信息工業(yè)將產(chǎn)生巨大影響。工業(yè)將產(chǎn)生巨大影響。 導(dǎo)電高分子之應(yīng)用，大致可分三類：導(dǎo)電高分子之應(yīng)用，大致可分三類： (1)(1)半導(dǎo)體特性半導(dǎo)體特性 (2)(2)導(dǎo)體特性導(dǎo)體特性 (3)(3)電化學(xué)摻雜電化學(xué)摻雜/ /去摻雜的可逆性去摻雜的可逆性 目前，對(duì)結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理、聚合物目前，對(duì)結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理、聚合物結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性關(guān)系的理論研究十分活躍。結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性關(guān)系

16、的理論研究十分活躍。 應(yīng)用性研究也取得很大進(jìn)展，如用導(dǎo)電高分子制應(yīng)用性研究也取得很大進(jìn)展，如用導(dǎo)電高分子制作的作的大功率聚合物蓄電池、高能量密度電容器、微大功率聚合物蓄電池、高能量密度電容器、微波吸收材料、電致變色材料波吸收材料、電致變色材料，都已獲得成功。，都已獲得成功。 但結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子工業(yè)化目前尚在萌芽階段，但結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子工業(yè)化目前尚在萌芽階段，實(shí)際應(yīng)用尚不普遍，關(guān)鍵的技術(shù)問題在于實(shí)際應(yīng)用尚不普遍，關(guān)鍵的技術(shù)問題在于大多數(shù)大多數(shù)結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子在空氣中不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子在空氣中不穩(wěn)定，導(dǎo)電性隨時(shí)導(dǎo)電性隨時(shí)間明顯衰減間明顯衰減。 此外，導(dǎo)電高分子的加工性往往不夠好，也限此外，導(dǎo)電

17、高分子的加工性往往不夠好，也限制了它們的應(yīng)用。制了它們的應(yīng)用。 科學(xué)家們正企圖通過改進(jìn)科學(xué)家們正企圖通過改進(jìn)摻雜劑品種和摻雜技摻雜劑品種和摻雜技術(shù)術(shù)，采用共聚或共混的方法，克服導(dǎo)電高分子的，采用共聚或共混的方法，克服導(dǎo)電高分子的不穩(wěn)定性，改善其加工性。不穩(wěn)定性，改善其加工性。 應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例： (1)(1)發(fā)光二極管發(fā)光二極管 發(fā)光二極管是于半導(dǎo)體中以電激發(fā)產(chǎn)生電子與發(fā)光二極管是于半導(dǎo)體中以電激發(fā)產(chǎn)生電子與電洞的電致發(fā)光組件。此種半導(dǎo)體材料廣泛見于電洞的電致發(fā)光組件。此種半導(dǎo)體材料廣泛見于無機(jī)無機(jī)III-VIII-V族化合物。族化合物。 19901990年，英國(guó)劍橋大學(xué)的研究群，在聚苯乙炔

18、年，英國(guó)劍橋大學(xué)的研究群，在聚苯乙炔共軛高分子晶體管組件的研究中，發(fā)現(xiàn)共軛高分共軛高分子晶體管組件的研究中，發(fā)現(xiàn)共軛高分子具有電致發(fā)光的特性，自此高分子發(fā)光二極管子具有電致發(fā)光的特性，自此高分子發(fā)光二極管開始廣泛地被研究，它也是共軛高分子最重要的開始廣泛地被研究，它也是共軛高分子最重要的一個(gè)應(yīng)用，其工業(yè)化已是在呼之欲出的階段。一個(gè)應(yīng)用，其工業(yè)化已是在呼之欲出的階段。 高分子發(fā)光二極管有發(fā)光顯示器之功能，由于高分子發(fā)光二極管有發(fā)光顯示器之功能，由于省電、無視角限制、響應(yīng)快，將來可能取代液晶省電、無視角限制、響應(yīng)快，將來可能取代液晶顯示器顯示器(LCD)(LCD)。 由于由于LCDLCD工業(yè)在國(guó)內(nèi)

19、是僅次于半導(dǎo)體的第二大工業(yè)在國(guó)內(nèi)是僅次于半導(dǎo)體的第二大光電產(chǎn)業(yè)，為迎接未來新顯示器時(shí)代的來臨，我光電產(chǎn)業(yè)，為迎接未來新顯示器時(shí)代的來臨，我國(guó)學(xué)研界及多家光電廠商已介入此新顯示器的研國(guó)學(xué)研界及多家光電廠商已介入此新顯示器的研發(fā)。發(fā)。 (2) (2)電變色組件電變色組件 共軛高分子可經(jīng)過可逆的氧化還原反應(yīng)，進(jìn)行共軛高分子可經(jīng)過可逆的氧化還原反應(yīng)，進(jìn)行摻雜與去摻雜，即當(dāng)施予適當(dāng)電壓后，被摻雜，摻雜與去摻雜，即當(dāng)施予適當(dāng)電壓后，被摻雜，材料顯示新的顏色，若施以反電壓則又可回復(fù)至材料顯示新的顏色，若施以反電壓則又可回復(fù)至原來狀態(tài)，此現(xiàn)象即稱為原來狀態(tài)，此現(xiàn)象即稱為電變色電變色。 例如聚苯胺例如聚苯胺，它

20、有兩個(gè)以上不同的氧化還原狀，它有兩個(gè)以上不同的氧化還原狀態(tài)，因此具有多重電變色性質(zhì)，其電變色范圍為態(tài)，因此具有多重電變色性質(zhì)，其電變色范圍為透透明黃明黃- -綠色綠色- -深藍(lán)色深藍(lán)色- -黑色，這在顏色顯示上具有黑色，這在顏色顯示上具有明顯的對(duì)比性。明顯的對(duì)比性。 此種此種電變色性電變色性，加以共軛高分子的，加以共軛高分子的可撓曲性可撓曲性、大面積涂布加工性大面積涂布加工性及及分子設(shè)計(jì)分子設(shè)計(jì)/ /合成多樣性合成多樣性等特等特質(zhì)，在汽車防眩后視鏡、光信息儲(chǔ)存組件、太陽質(zhì)，在汽車防眩后視鏡、光信息儲(chǔ)存組件、太陽眼鏡、軍事用途護(hù)目鏡、飛機(jī)駕駛艙遮篷及智能眼鏡、軍事用途護(hù)目鏡、飛機(jī)駕駛艙遮篷及智能

21、窗等可控制電變色性質(zhì)的應(yīng)用上具有極大的發(fā)展窗等可控制電變色性質(zhì)的應(yīng)用上具有極大的發(fā)展?jié)摿?。潛力?(3)(3)可反復(fù)充放電電池可反復(fù)充放電電池 共軛導(dǎo)電高分子在電化學(xué)摻雜后，導(dǎo)電高分子電共軛導(dǎo)電高分子在電化學(xué)摻雜后，導(dǎo)電高分子電極即與對(duì)應(yīng)電極及電解質(zhì)構(gòu)成一個(gè)蓄有電能之電池，極即與對(duì)應(yīng)電極及電解質(zhì)構(gòu)成一個(gè)蓄有電能之電池，若加一負(fù)載而放電，導(dǎo)電高分子即進(jìn)行去摻雜，此摻若加一負(fù)載而放電，導(dǎo)電高分子即進(jìn)行去摻雜，此摻雜雜/ /去摻雜去摻雜 ( (充電充電/ /放電放電) ) 為一可逆反應(yīng)。為一可逆反應(yīng)。 在共軛高分子中，以聚苯胺為電極的研究報(bào)導(dǎo)最在共軛高分子中，以聚苯胺為電極的研究報(bào)導(dǎo)最多，因它具有價(jià)

22、廉、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、和低多，因它具有價(jià)廉、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、和低自身放電等優(yōu)點(diǎn)。自身放電等優(yōu)點(diǎn)。 以聚苯胺以聚苯胺/ /鋰離子電池為例，其理論電容量已接近鋰離子電池為例，其理論電容量已接近市售手機(jī)電池中，但前者較后者的價(jià)格要低很多。市售手機(jī)電池中，但前者較后者的價(jià)格要低很多。 (4) (4)其它應(yīng)用其它應(yīng)用 導(dǎo)電高分子還可制成導(dǎo)電高分子還可制成太陽能電池太陽能電池，其結(jié)構(gòu)與發(fā)，其結(jié)構(gòu)與發(fā)光二極管相近，但機(jī)制卻相反，后者將電能轉(zhuǎn)換光二極管相近，但機(jī)制卻相反，后者將電能轉(zhuǎn)換成光，而前者則將光能轉(zhuǎn)換成電能。成光，而前者則將光能轉(zhuǎn)換成電能。 利用其半導(dǎo)體與導(dǎo)體特性以及電化學(xué)行為對(duì)外利用其

23、半導(dǎo)體與導(dǎo)體特性以及電化學(xué)行為對(duì)外界物質(zhì)的響應(yīng)，導(dǎo)電高分子亦可制成傳感器、光、界物質(zhì)的響應(yīng)，導(dǎo)電高分子亦可制成傳感器、光、電、氣體、有機(jī)蒸汽的偵測(cè)器。電、氣體、有機(jī)蒸汽的偵測(cè)器。 利用摻雜后的導(dǎo)電性及可溶性，導(dǎo)電高分子可利用摻雜后的導(dǎo)電性及可溶性，導(dǎo)電高分子可應(yīng)用于固態(tài)電容器、抗靜電及電磁波遮蔽涂布。應(yīng)用于固態(tài)電容器、抗靜電及電磁波遮蔽涂布。 隱身材料隱身材料 所謂隱身材料是指能夠減少軍事目標(biāo)的雷達(dá)特征所謂隱身材料是指能夠減少軍事目標(biāo)的雷達(dá)特征、紅外特征、光電特征及目視特征的材料的總稱。由、紅外特征、光電特征及目視特征的材料的總稱。由于雷達(dá)是軍事目標(biāo)偵查的主要手段于雷達(dá)是軍事目標(biāo)偵查的主要手段

24、, ,所以雷達(dá)波吸收所以雷達(dá)波吸收材料的研制是關(guān)鍵。自從導(dǎo)電聚合物的出現(xiàn)材料的研制是關(guān)鍵。自從導(dǎo)電聚合物的出現(xiàn), ,其作為其作為新型的雷達(dá)波吸收材料成為研究的熱點(diǎn)。美國(guó)、日本新型的雷達(dá)波吸收材料成為研究的熱點(diǎn)。美國(guó)、日本、法國(guó)、印度及中國(guó)相繼開展了導(dǎo)電聚合物雷達(dá)波吸、法國(guó)、印度及中國(guó)相繼開展了導(dǎo)電聚合物雷達(dá)波吸收材料的研制收材料的研制, ,尤其是美國(guó)空軍投資開發(fā)的高聚物雷尤其是美國(guó)空軍投資開發(fā)的高聚物雷達(dá)波吸收材料，為隱身戰(zhàn)斗機(jī)和偵察機(jī)制造達(dá)波吸收材料，為隱身戰(zhàn)斗機(jī)和偵察機(jī)制造“靈巧蒙靈巧蒙皮皮”的設(shè)想和計(jì)劃奠定了基礎(chǔ)，進(jìn)一步刺激了導(dǎo)電聚的設(shè)想和計(jì)劃奠定了基礎(chǔ)，進(jìn)一步刺激了導(dǎo)電聚合物雷達(dá)隱身技

25、術(shù)的發(fā)展。合物雷達(dá)隱身技術(shù)的發(fā)展。 科技文摘報(bào)科技文摘報(bào)報(bào)道：報(bào)道： 美國(guó)朗訊科技公司貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種美國(guó)朗訊科技公司貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種有機(jī)聚合物在低溫下表現(xiàn)出超導(dǎo)特性，這是人們首有機(jī)聚合物在低溫下表現(xiàn)出超導(dǎo)特性，這是人們首次發(fā)現(xiàn)有機(jī)聚合物能夠成為超導(dǎo)材料。次發(fā)現(xiàn)有機(jī)聚合物能夠成為超導(dǎo)材料。 科學(xué)家報(bào)告說，他們利用有機(jī)聚合物科學(xué)家報(bào)告說，他們利用有機(jī)聚合物聚聚3- 3-已基噻已基噻吩（吩（P3HTP3HT）的溶液，制造出結(jié)構(gòu)有規(guī)則的的溶液，制造出結(jié)構(gòu)有規(guī)則的P3HTP3HT薄薄膜，并用場(chǎng)效應(yīng)晶體管往薄膜中注入電荷。結(jié)果發(fā)膜，并用場(chǎng)效應(yīng)晶體管往薄膜中注入電荷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在溫度降

26、到現(xiàn)，在溫度降到 2.35 K 2.35 K（270.65 270.65 ）時(shí)，薄膜表）時(shí)，薄膜表現(xiàn)出了超導(dǎo)特性?，F(xiàn)出了超導(dǎo)特性。 盡管這一成果中超導(dǎo)材料的臨界溫度很低，但這盡管這一成果中超導(dǎo)材料的臨界溫度很低，但這已經(jīng)是相當(dāng)重要的新進(jìn)展。已經(jīng)是相當(dāng)重要的新進(jìn)展。 它意味著有機(jī)聚合物材料導(dǎo)電性的可調(diào)整范圍比它意味著有機(jī)聚合物材料導(dǎo)電性的可調(diào)整范圍比人們?cè)日J(rèn)為的更寬，不僅能用作絕緣體、導(dǎo)電體，人們?cè)日J(rèn)為的更寬，不僅能用作絕緣體、導(dǎo)電體，還有希望在超導(dǎo)領(lǐng)域一展身手。還有希望在超導(dǎo)領(lǐng)域一展身手。 通過對(duì)超導(dǎo)機(jī)理的研究，人們認(rèn)為：通過對(duì)超導(dǎo)機(jī)理的研究，人們認(rèn)為： 要制備超導(dǎo)臨界溫度在液氮溫度（要制備超導(dǎo)臨界溫度在液氮溫度（77K77K）以上、）以上、甚至是常溫超導(dǎo)的材料，通過高分子材料來實(shí)現(xiàn)的甚至是常溫超導(dǎo)的材料，通過高分子材料來實(shí)現(xiàn)的可能性比通過金屬材料要大得多?？赡苄员韧ㄟ^金屬材料要大得多。 未來展望未來展望 分子設(shè)計(jì)：分子設(shè)計(jì)： 以導(dǎo)電高分子為基材的光電組件，目前雖僅少數(shù)以導(dǎo)電高分子為基材的光電組件，目前雖僅少數(shù)被工業(yè)化，但其原理均已確認(rèn)