印刷电子领域的未来墨水竟然是这个!
林雪平大学有机电子实验室的西蒙娜·法比亚诺（Simone Fabiano）领导的一个研究小组 ， 创造了一种无需掺杂即可具有极佳导电性的有机材料 。他们通过混合两种性质不同的聚合物实现了这一目标 。
为了提高聚合物的电导率 ， 并以此方式在有机太阳能电池 ， 发光二极管和其他生物电子应用中获得更高的效率 ， 研究人员迄今为止已在材料中掺杂了各种物质 。
通常 ， 这是通过去除电子或用掺杂剂分子将其捐赠给半导体材料来完成的 ， 这是一种增加电荷数量 ， 从而增加材料导电性的策略 。
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【印刷电子领域的未来墨水竟然是这个!】“我们通常对有机聚合物进行掺杂以提高其导电性和器件性能 。该过程可稳定一段时间 ， 但材料会退化 ， 并且用作掺杂剂的物质最终会浸出 。
这是我们要避免的事情例如在生物电子应用中的任何成本 ， 其中有机电子组件可以在可穿戴电子产品和体内植入物方面带来巨大的好处 ， ”林雪平大学有机电子实验室有机纳米电子小组负责人西蒙妮·法比亚诺副教授说 。
该研究小组与来自五个国家的科学家一起 ， 现已成功地将两种聚合物结合在一起 ， 生产出一种不需要任何掺杂即可导电的导电油墨 。两种材料的能级完全匹配 ， 因此电荷自发地从一种聚合物转移到另一种聚合物 。
研究结果已发表在《自然材料》上 。
“以前已经证明了自发电荷转移的现象 ， 但仅在实验室规模的单晶上就得到了证明 。没有人显示出可以在工业规模上使用的任何东西 。聚合物由大而稳定的分子组成 ， 易于从溶液中沉积 ， 这就是为什么它们非常适合大规模用作印刷电子产品中的油墨 。” Simone Fabiano说 。
聚合物是简单且相对便宜的材料 ， 并且可商购 。没有异物从新的聚合物混合物中浸出 。它可以长时间保持稳定 ， 并可以承受高温 。这些特性对于能量收集/存储设备以及可穿戴电子设备很重要 。
“由于它们不含掺杂剂 ， 因此它们随时间稳定 ， 可用于苛刻的应用中 。这一现象的发现为改善发光二极管和太阳能电池的性能提供了全新的可能性 。其他热电应用 ， 尤其是可穿戴和近身电子产品的研究 。” Simone Fabiano说 。
“我们吸引了林雪平大学和查尔姆斯理工大学的科学家以及美国 ， 德国 ， 日本和中国的专家参与 。领导这项工作是非常宝贵的经验 ， 这是该领域的重要一步 ， “ 他说 。
该研究的主要资金来自瑞典研究委员会和Wallenberg Wood Science Center 。它也是在林雪平大学高级功能材料战略计划AFM的框架内进行的 。
“到目前为止 ， 导电聚合物中产生高导电性的掺杂只有通过将非导电掺杂剂与导电聚合物结合才能实现 。现在 ， 两种导电聚合物的结合首次使复合系统成为可能 。
高度稳定和高导电性 。这一发现定义了导电聚合物领域的新篇章 ， 并将激发全世界许多新颖的应用和兴趣 。”林雪平大学有机电子实验室主任Magnus Berggren教授说 。
文章来源：phys.org
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