导电聚合物
导电聚合物(conducting polymer)又称导电高分子,是指通过掺杂等手段,能使得电导率在半导体和导体范围内的聚合物。通常指本征导电聚合物(intrinsic condcuting polymer),这一类聚合物主链上含有交替的单键和双键,从而形成了大的共轭π体系。π电子的流动产生了导电的可能性。
没有经过掺杂处理的导电聚合物电导率很低,属于绝缘体。其原因在于导电聚合物的能隙很宽(一维半导体的不稳定性),室温下反键轨道(空带)基本没有电子。但经过氧化掺杂(使主链失去电子)或还原掺杂(使主链得到电子),在原来的能隙中产生新的极化子、双极化子或孤子能级, 其电导率能上升到10~10000 S/cm2,达到半导体或导体的电导率范围。
导电聚合物(聚乙炔)由日本科学家白川英树最先发现,美国科学家 Heeger 和 MacDiarmid 也是这一研究领域的先驱。这三位科学家由于在导电聚合物研究中的突出贡献,共同获得了2000年的诺贝尔化学奖。
与导电聚合物相关的历史事件
2000年,艾格-黑格、艾伦·马克迪尔米德和白川英树发现了导电聚合物。
世纪之交2000年的诺贝尔化学奖颁发给三位在导电聚合物研究中获得杰出成就的化学家:美国的黑格,马克迪尔米德和日本的白川英树。
2000年瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予上述三位导电聚合物的发现者,高度评价了导电聚合物的发现在科学和技术上的重大意义。
进而联系2000年化学诺贝尔奖,对导电聚合物(导电塑料)芳炔大环化合物材料(超分子化合物、蝶状液晶材料)进行介绍。
2000年诺贝尔化学奖,终于使一度陷入低谷的导电聚合物研究走上了历史舞台的前面。
2000年,常年在导电聚合物领域从事研究工作的三个科学家马克迪尔米德、黑格和白川英树共同获得了诺贝尔化学奖,其中一个重要原因就是共轭聚合物电致发光器件已经接近实用水平。
1998年,杨阳提出一种混合计算机结构l”在* 导电玻璃衬底上打印一种导电聚合物,再在其上面旋转涂敷聚合物发光层,最后蒸镀金属钙作为阴极。
从1992年开始,公司开始对外销售这种含有高纯度导电聚合物的Espacer。美国的UNIX公司制成了柔韧可弯曲的导电聚合物发光二级管。
1991年,美国研制了一种基于非线性吸收原理的快响应/弹道防护村料;由掺有导电聚合物和无机半导体材料的聚碳酸酯组成。
自1990年聚对苯乙炔(PPV)的电致发光性能首次被英国剑桥大学科学家们报道之后,以导电聚合物为发光活性物质的发光二极管的研究非常活跃。
聚噻吩PTP 1989年化学家研制成功的聚噻吩(Polythiophenes,略写为PTP或PTh)是又一种有用的导电聚合物。
1987年,用聚苯胺为电极制成的纽扣式二次电池作为商品投放市场后,使聚苯胺很快成为导电聚合物领域的研究热点。
1987年,美国导电聚合物销售总额为17000万美元,到2000年将增加到85000万美元;1987年导电制品消耗树脂总计2万吨,1990年达5.67万吨。
在1985年,DeBerry阴发现,在酸性介质中用电化学法合成的聚苯胺膜能使不锈钢表面活性钝化而防腐,这一特点引起了人们的关注,从此人们在腐蚀防护领域开始了导电聚合物膜层的应用研究。
1984年美国才正式把聚合物材料列入太空材料的研究计划之中,从理论上分析,在微重力下制备的聚合物材料的组织结构更均匀,性能更优越,这对于功能聚合物(如导电聚合物、铁磁性聚合物和聚合物薄膜等)的研究具有巨大的潜在价值,使其成为微重力材料研究中继电子材料、金属材料之后最重要的一个研究对象。
自1984年MacDiarmid在酸性条件下,由聚合苯胺单体获得具有导电性聚合物至今的十几年间,聚苯胺成为现在研究进展最快的导电聚合物之一。
1983年,Mac Diannld发现聚苯胺(PAN)与碱反应,能得到具有较高电导率的导电聚合物。
1981年以来,研究部门剧增,特别是日本在这方面投入了相当多的力量,有人认为日本首先占领导电聚合物市场的一角的可能性是很大的。
1981年日本可乐丽公可发表以海岛结节为芯,以不导电聚合物为鞘的复合导电纤维。
自1980年起,许多研究小组利用稳定剂在水溶液介质或非水 溶液介质中制备了静电稳定的导电聚合物胶体,得到的胶体分散体系稳定性可持续一年左右,有一 定的应用价值。
自1980年以来,科学家一直努力合成具有理想性能的低能隙导电聚合物,所谓低能隙导电聚合物也就是不经掺杂就能成为金属导体的聚合物。
从1980年以来,由于导电高分子、电极活性材料的开发成功,如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚并苯等一系列导电聚合物的实用化开发,制成电容量更大、重量更轻的聚合物电池成为可能。
进入1980年以后,美、英、德、日、法、中、苏等国开始大量研究导电聚合物。
1980年以后,美、英、德、日、法、中、苏等国开始研究导电聚合物。
自 1979年首次报道了电化学氧化毗咯在电极表面形成聚毗咯(PPy)膜以来*]大大激发了人们对有机导电聚合物的研究热情,很快发展了聚噬吩 PTh)和聚苯胺(Pn)等导电聚合物。
自1979年Diaz首先用电化学方法制备出导电性聚吡咯薄膜以来,人们合成了一系列导电聚合物。
1979年首次报导了电化学氧化毗咯可在电极表面形成聚毗咯(P Py)膜以来〔l,大大的激发了人们对有机导电聚合物的研究热情,很快发展了聚噬吩(PTh)和聚苯胺(PAn)等。
特别是自1979年Diazlzl首次报道了电化学氧化毗咯在电极表面形成聚毗咯(PPy)膜以来,大大激发了人们对有机导电聚合物的研究热情。
自从1979年美国宾夕法尼亚大学的Macdiarmid研制成了聚乙炔二次电池后,人们又相继成功地把聚对苯撑、聚苯胺、聚咪吩等导电聚合物作为二次电池的电极活性材料。
自1979年首次报道了电化学氧化毗咯在电极表面形成聚毗咯(PPy)膜以来,大大激发了人们对有机导电聚合物的研究热情,很快发展了聚曝吩(PTh)和聚苯胺(PAn)等电聚合物和导电聚合物膜己成为一个广阔的研究领域。
1序言自1979年Diaz’喀次报道了电化学氧化毗咯在电极表面形成聚毗咯(PPy)膜以来,大大激发了人们对有机导电聚合物的研究热情。
自1979年Diaz首次报道了电化学氧化毗咯在电极表面形成聚毗咯(Pfy)膜以来,人们对在电极表面修饰一层导电聚合物薄膜的兴趣越来越浓厚。
1979年A G Macdiarmid首次成功地获得聚乙炔的模拟二次电池,这是导电聚合物在二次电池上应用的良好开端。
后来Armand等于1978年把导电聚合物引人电池中,在学术界和产业界逐渐引起重视仁’
1977年后,黑格利用导电聚合物发明了一种超薄并可以弯曲的电子器件—发光二极管,1986年日本又用聚噻吩制成了场效应管。
1977年合成出第一种导电聚合物,1981年制出聚合物电极的电池,1987年夏制成导电率接近于铜的导电聚合物,几个月后在市场上就出现有可再充电的聚合物电池出售。
自1977年首先开发聚乙炔(PAc)之后,各种导电聚合物相继问世。
自从1977年发现聚乙炔的导电现象以来,在世界范围内掀起了研究和开发导电聚合物的热潮。
1977年,三人联合发表了题为《导电聚合物的合成》的论文,被公认为是该领域的一个重大突破。
自从1977年白川英树首先合成出导电性聚乙炔以来,共轭导电聚合物(如聚乙炔、聚噬吩、聚对苯撑、聚毗咯和聚苯胺)得到了越来越广泛的关注,且应用范围也越来越广,主要应用于生物传感器、电致显示材料、抗静电涂料和包装、固体电池、半导体电子元件以及功能分离膜等方面。