有机导电聚合物研究进展a
导电聚合物复合透膜的研究进展
磁场垒 （ ｇ ｅ ｃ ｉｄｂｒｅ）在这两者 的单独或 Ｍａｎｔ ｅ ａｒ ｒ， ｉ ｆｌ ｉ 共同作用下实现分离． 由于导电透膜特殊的分离机 理， 因此它既可以用于液相分离 ， 又可以用于气相分 离． 如将这种导电透膜用于电渗析过程时， 在电位差 为分离推动力的作用下 ， 通过电化学相互作用完成 了分离， 其间的渗透过程中没有离子被交换， 这有别 于传统的离子交换膜的分离 ． 因为传统的离子交换 膜的分离是基于简单的电荷相互作用原理 ， 即在分 离过程中， 离子交换膜上的离子基团发挥作用 ， 留 截 异名离子 ， 透过同名离子 ， 从而实现液相离子选择透 过． 总之， 与现有 的电分离技术和其它分 离方式相 比， 复合导电透膜是在一定电压和 电流作用下强化 膜相中有利于提高膜分离性能的物理化学性 质， 而 不是直接作用于被分离组分． 因此 ， 这类电性分离膜 的电作用更易于实现， 效率也更高
质传递 ； 孔径越小越好 ， 可使聚合物层不起支撑作用 的点 间距离一般要求其有效厚度为０ ２ ～ １ａ ． ｎ 针对不同的分离体 系， ｔ 可以分别 选用适 当的
导 电聚合物皮层和透膜 亚层 ， 同时通 过在合 成过程 中 改变聚合条件以及原 材料性能， 控制复合导电透 膜的形态结构和电化学特性 ， 从而使其具有较好 的 选择性、 渗透性 、 化学和热稳定性等． 从微观层次上讲 ， 物质物理化学性质的改变直 接对应于其 电子分布的变化 ， 也就是 电、 磁性质和变 化 ． 导 电透膜而 言 ， 特定 的膜 结构特征 下膜相 的 对 在 基本物理化学性质是其独特的电性质， 这种膜相 的 电性质可强制性外加或改变 ． 因此通过改变 、 强化导
导电聚合物的研究_3
导电聚合物的研究论文导读：导电聚合物大多都有一个较长的π共轭主链，因此又称为共轭聚合物。
聚吡咯具有质量轻，电导率高，易于制备与掺杂，空气稳定性好，合成方便，电化学可逆性强等优点，但价格及工艺流程比较昂贵，因此还没有大规模推广。
聚苯胺以其良好的热稳定性,化学稳定性,电化学可逆性,优良的电磁微波吸收性能,潜在的溶液和熔融加工性能,原料易得,合成方法简便,还有独特的掺杂现象等特性,成为现在研究进展最快的导电高分子材料之一;聚噻吩作为高分子材料的一种,具有极其小的尺寸、丰富潜在的功能,导电能力，可以在酸性体系中聚合，生成粉末状不溶物或者液态的聚合物但是由于导电高分子聚吡咯聚噻吩聚苯胺链的强刚性和链间的强的相互作用使得它们的溶解性极差,相应的可加工性也差,限制了它们在技术上的广泛应用。
聚苯胺可看作是苯二胺与醌二亚胺的共聚物,y值用于表征聚苯胺的氧化还原程度,(1-y)值代表了聚苯胺的氧化状态。
关键词：导电聚合物，聚噻吩，聚苯胺，聚吡咯，对比1、引言1977白川英树等人发现了碘掺杂的聚乙炔具有很高的导电性，比一般的有机高分子材料高约13个数量级。
这一惊人发现，彻底改变了人们以往的观念-—有机高分子是绝缘体。
导电聚合物大多都有一个较长的π共轭主链，因此又称为共轭聚合物。
论文大全。
共轭分子中，σ键是定域键，构成分子骨架；而垂直于分子平面的p轨道组合成离域π键，所有π电子在整个分子骨架内运动。
离域π键的形成，增大了π电子活动范围，使体系能级降低、能级间隔变小，增加物质的导电性能。
交替的单键、双键共轭结构是导电高分子材料的共同特征，若进行掺杂可使其电导率增加若干数量级，接近于金属电导率，这为导电高分子进入市场提供了强劲的力量。
2.三种导电高分子的对比本文导电高分子材料研究主要是聚噻吩，聚苯胺，聚吡咯这三种聚合物，其中只有聚苯胺初步形成了工业化规模，由此可见他们之间存在一定程度的差异，接下来将从以下四个方面对三种物质的性质进行对比:2.1优缺点比较：聚吡咯具有质量轻，电导率高，易于制备与掺杂，空气稳定性好，合成方便，电化学可逆性强等优点，但价格及工艺流程比较昂贵，因此还没有大规模推广；聚苯胺以其良好的热稳定性,化学稳定性,电化学可逆性,优良的电磁微波吸收性能,潜在的溶液和熔融加工性能,原料易得,合成方法简便,还有独特的掺杂现象等特性,成为现在研究进展最快的导电高分子材料之一;聚噻吩作为高分子材料的一种,具有极其小的尺寸、丰富潜在的功能, 导电能力，可以在酸性体系中聚合，生成粉末状不溶物或者液态的聚合物但是由于导电高分子聚吡咯聚噻吩聚苯胺链的强刚性和链间的强的相互作用使得它们的溶解性极差,相应的可加工性也差,限制了它们在技术上的广泛应用。
导电聚合物的研究与应用
导电聚合物的研究与应用导电聚合物是一类独特的聚合物材料，其具有优异的导电性能，广泛应用于人们的生活中。
近年来，随着科技的不断发展和人们对高科技新材料的需求不断增加，导电聚合物也日渐成为研究热点，并在多个领域得到应用。
一、导电聚合物的分类及基本结构导电聚合物可分为高分子导体、锂离子导体和质子导体等几类。
其中，高分子导体的电子是由具有半导体性质的聚合物长链分子承载的，其常见的聚合物有聚苯胺、聚乙炔和聚噻吩等。
而锂离子导体和质子导体则是一类将金属离子或质子嵌入到聚合物中的新型电解质。
这些材料的导电性能取决于聚合物结构、离子成键、空间排布等因素。
二、导电聚合物的研究进展及应用1. 能源存储随着全球发展日益增长，能源短缺问题日益严峻，研究高性能电池材料已成为科学家们的必修课。
导电聚合物在电池领域的应用已经展现出了其强大的发展潜力。
其中，锂离子电池是目前最常见的电池之一，而锂离子导体因其高离子导电性能和良好的化学稳定性受到了广泛关注。
聚吡咯是一种锂离子导体材料，其在电池正负极材料、电解质等领域均有较好的应用前景。
2. 传感器导电聚合物的导电性质特别适合用于制作传感器。
当导电聚合物受到物理、化学或生物诱导时，其电子结构及导电性能会发生变化。
利用这一性质，可以制造出高灵敏度、高选择性、高响应速度的传感器，实现对目标物的高精度检测。
聚苯胺、聚噻吩等导电聚合物用于有机电化学传感器、化学气体传感器、生物传感器等方面均有应用。
3. 智能材料导电聚合物还可以应用于智能材料领域，如智能软体材料、光电磁传感器等。
由于其良好的柔性和可塑性，在人工肌肉、太阳能电池、可穿戴电子设备等领域都有广泛应用。
例如，导电聚合物在智能材料领域的应用中，通过控制其结构与电化学行为，不仅可以实现形状改变，还可以感知周围环境，并根据环境变化的需求进行适应性调整，大大拓展了导电聚合物的应用范围。
三、导电聚合物的未来展望导电聚合物作为一类有着广泛应用前景的新型材料，其研究与应用前景十分广泛。
导电聚合物的电化学性质和应用
导电聚合物的电化学性质和应用导电聚合物是一类特殊的聚合物，具有优秀的导电性能和电化学性质，因此在电子、化学和材料科学领域得到了广泛的研究和应用。
本文将从导电聚合物的基本概念、电化学性质以及应用方面进行介绍。
一、导电聚合物的基本概念导电聚合物是一种具有导电性质的高分子化合物，即通过化学结构的改变，使得聚合物分子内存在导电的π键结构。
导电聚合物可以分为有机导电聚合物和无机导电聚合物两类。
其中，有机导电聚合物多为碳材料，如聚苯胺、聚噻吩等，而无机导电聚合物则为金属氧化物、导电聚合物复合材料等。
导电聚合物具有一系列优良的性质。
首先，它们具有良好的导电性能。
通过控制聚合物的结构和组成，可以调节导电性能。
其次，导电聚合物具有良好的物理、化学和生物相容性。
这为导电聚合物在生物医学等领域的应用提供了广阔的空间。
此外，导电聚合物还具有热稳定性、化学稳定性和机械强度等优良性质。
二、导电聚合物的电化学性质导电聚合物的电化学性质主要包括电化学储能、电化学传感和电催化等方面。
1. 电化学储能导电聚合物作为一种新型的储能材料，可以被广泛应用于超级电容器、电化学电池等领域。
导电聚合物电容器具有高的功率密度、长的寿命、低的内阻和高的电化学稳定性等优点。
2. 电化学传感导电聚合物可以通过改变其导电性能，在电化学传感领域中起到重要作用。
导电聚合物传感器主要用于检测生命体征、环境污染物、药物残留等方面。
它们具有快速、灵敏、可再现和高选择性等特点。
3. 电催化导电聚合物具有良好的电催化性质，被广泛应用于电解水制氢等方面。
导电聚合物在电解水过程中可以作为高效催化剂，实现催化反应的高效率和稳定输出氢气的能力。
由此，导电聚合物对于清洁能源的发展具有重要的意义。
三、导电聚合物的应用导电聚合物在多个领域中都有广泛的应用。
下面介绍部分应用场景：1. 传感器导电聚合物传感器具有快速、灵敏、可再现和高选择性等特点。
它们可以被用于检测生命体征、环境污染物、药物残留等方面。
导电聚合物
导电聚合物摘要：本文简单介绍了导电聚合物的发现，从而进一步综述了导电聚合物的分类及导电机理。
共轭聚合物作为导电聚合物的最主要基体，介绍了其制备和掺杂方法。
并对导电聚合物的应用和发展前景做出了展望。
关键词：导电聚合物、共轭聚合物、掺杂引言2000年10月诺贝尔化学奖颁给了三位在导电聚合物的研究中获得杰出成就的化学家，即美国的黑格、马克迪尔米德和日本的白川英树。
1977年他们发现，聚乙炔薄膜经电子受体（I，AsF5等）掺杂后电导率增加了9个数量级，从10-6S/cm 增加到103S/cm[1,2]，从而终于将高分子不能导电的传统观念打破。
20世纪60年代，白川英树利用改性的齐格勒-纳塔型催化剂制成了不同比例的聚乙炔薄膜，通过实验发现这些材料都属于半导体，并且发现室温下反式聚乙炔的导电性能优于顺式聚乙炔。
但如何提高聚乙炔的导电性成为难题。
后来白川英树又进行了氯和溴的掺杂研究，发现了卤素掺杂聚乙炔有可能具有异乎寻常的电学特性的征兆。
于此同时，马克迪尔米德教授从事着导电无机聚合物(SN X)的研究。
1976年，白川英树应马克迪尔米德的邀请赴美国宾夕法尼亚大学与黑格、马克迪尔米德合作研究半导性聚乙炔膜电导性的改进问题。
通过碘掺杂聚乙炔，将其导电性提高了7个数量级最终实现了第一个全有机导电聚合物[1]。
导电聚合物准确来讲应为可以导电的有机聚合物。
所谓导电聚合物是由一些具有共轭π键的聚合物经化学或电化学掺杂后形成的、导电率可从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料。
导电聚合物大多都有一个较长的π共轭主链，因此又称为共轭聚合物，如图1所示。
共轭分子中，σ键是定域键，构成分子骨架；而垂直于分子平面的p轨道组合成离域π键，所有π电子在整个分子骨架内运动。
离域π键的形成增大了π电子活动范围，使体系能级降低、能级间隔变小，增加物质的导电性能。
交替的单键、双键共轭结构是导电高分子材料的共同特征，若进行掺杂可使其电导率增加若干数量级，接近于金属电导率。
超级电容器有机导电聚合物电极材料的研究进展
超级电容器有机导电聚合物电极材料的研究进展3陈光铧,徐建华,杨亚杰,蒋亚东,葛 萌(电子科技大学光电信息学院,成都610051)摘要 有机导电聚合物是一类重要的超级电容器电极材料。
有机聚合物掺杂状态下,因具有共轭结构,从而提高了电子的离域性,对外表现可以导电。
根据掺杂类型和组合的不同,超级电容器有机聚合物电极可分为3种基本类型。
阐述了有机聚合物电极的导电原理和分类,介绍了有机聚合物电极的研究现状和发展趋势。
关键词 电化学超级电容器 导电聚合物 聚苯胺 聚噻吩 混合类型电容器 全固态超级电容器Progress in Research on Conductive Polymer Elect rode Materials for SupercapacitorsC H EN Guanghua ,XU Jianhua ,YAN G Yajie ,J IAN G Yadong ,GE Meng(College of Opto 2electronic Information ,University of Electronic Science and Technology of China ,Chengdu 610051)Abstract Conducting polymer is a kind of important supercapacitor electrode materials.The electronic deloca 2lization of polymer will be enhanced for the conjugate structure in doped state.Conducting polymers are divided into three kinds of basic types according to the kind of doping and association.The principle and classification of the con 2ducting polymer are introduced.Recent progress in research and development on conducting polymer electrode mate 2rials for supercapacitors is reviewed.K ey w ords electrochemical supercapacitor ,conducting polymer ,polyaniline ,polythiophene ,hybrid capacitor ,all 2solid 2state electrochemical supercapacitor 3国家自然科学基金(60771044);电子薄膜与集成器件国家重点实验室开放课题(KFJJ 200806) 陈光铧:男,1984年生,硕士,研究方向为有机高分子材料及器件 Tel :028********* E 2mail :ghchen4@ 徐建华:男,1966年生,教授,主要从事有机电子材料及器件研究 Tel :028********* E 2mail :xujh9913@0 引言超级电容器是一种性能介于电池与传统电容器之间的新型储能器件,具有功率密度高、充放电速度快、使用寿命长等优点,有着广阔的应用前景,如可用于便携式仪器设备、数据记忆存储系统、电动汽车电源及应急后备电源等。
导电聚合物的电化学聚合研究进展
０ 引 言
材料 是工业 、 业 、 农 国防及科 学技 术 的重要 物 质基 础 ， 料科 学 的发展 与 突破对 世 界经 济 和社会 结 构 材 有着 重大 影 响。现 代 电化学 技术 是材 料表 面 或界 面科 学研 究不 可缺 少 的一种 重要 方法 ， 料科 学 的发 展 材
厚 度 可 以通 过 电量控 制 。４ 反应 的开 始 、 （） 中断和停 止 易于控 制 。５ 根据 原料 和 生成 物 的氧化 还原 电位 的 （）
测定 ， 可以定量地评价相对的反应性能 。６ 通过调整电解液组成和改变相关工艺参数可得到不 同结构和 （） 性能的聚合物膜层 ， 以适应不同用途的要求 。７所需单体量少 ， （） 原料单体直接在基材上聚合成膜 ， 避免了
１ 导 电聚 合 物 的 电化 学 制 备
导电聚合物具有离域的共轭长链结构 ， 可以通过化学法或电化学聚合方法合成 。化学聚合是通过采 用氧化剂对单体进行氧化或通过金属有机化合物偶联的方式得到共轭长链分子 ； 电化学聚合是在电场作
收 稿 日期 ： ０ ８ ０ — ５ 修 回 日期 ： ０ ８ ０ — ３ ２０—４ １ ； ２ ０ — ９ ０ 作者简介 ： 朱雯 （９ ３ ）女 ， 师 ， １７ 一 ， 讲 博士研究生 ， 研究方 向为功能高分子材料 。
型掺杂 ） 部分 组成 ［ 共轭 长链 提供 电荷 流 通 的通道 ， 两 ３ １ 。 化学 或 电化学 掺 杂是促 进 电荷 自由流动 的推 动力 。
导 电聚合物的导电率 ：０ ｅ ｌ ／ｍ～１ ｃ 实现了从绝缘体到半导体 、 ０ ／ｍ， Ｓ 再到导体的变化 ， 是所有物质 中能 够完成这种形态变化跨度最大的。 电聚合物既保留了高聚物结构多样化、 导 可加工和 比重轻等特点 ， 同时 兼具了因掺杂而带来的半导体或导体的特性 。 常见 的导电聚合物有聚乙炔 、 聚吡咯、 聚苯胺 、 聚噻吩及聚对苯撑乙烯等［ 可以制成发光二极管和场 ４ １ ，
电化学合成高性能导电聚合物的研究
电化学合成高性能导电聚合物的研究导电聚合物在电子、能源、医药等领域有广泛的应用。
研究人员发现，利用电化学合成的方法可以制备出结构精密、性能优异的导电聚合物材料，电化学合成技术逐渐成为制备高性能导电聚合物材料的重要手段。
一、电化学合成的原理电化学合成是将电能转化为化学能的过程，该过程依靠电解质质子或离子的迁移，实现了聚合物的自由基引发、扩散和交联过程。
电化学合成可以有效地调控聚合物的化学结构、物理性质和形貌等性质，因此电化学合成方法具有结构控制精密、功能多样化等优点。
二、电化学合成的优势和不足相比传统化学合成方法，电化学合成方法可以实现原位聚合，控制分子的方向聚合、选择性聚合、分子组装和自组装，最小化化学反应的废物和环境污染。
同时，电化学合成也具有一定的局限性，例如反应慢、产率低等问题。
三、电化学合成高性能导电聚合物的研究进展1.聚苯胺类导电聚合物聚苯胺类导电聚合物以其优越的导电性能和化学稳定性被广泛应用于传感、光伏等领域。
严苛的合成条件和控制方法使得电化学合成成为最适合聚苯胺类导电聚合物制备的方法之一。
近年来，研究人员通过电化学成膜、虫洞模板法等方法控制聚苯胺类导电聚合物的结构和形貌，取得了一系列显著的性能提升，如高感应势敏感性和分子内外的协同催化效应等。
2.聚咔唑类导电聚合物聚咔唑类导电聚合物是一类优异的电催化剂、电催化光催化剂和电池正负极等材料。
与聚苯胺类导电聚合物相比，聚咔唑类导电聚合物没有氧和氮原子，具高的化学稳定性。
最近，研究人员通过电合成、电成膜和电解聚合等方法制备出一系列优异的聚咔唑类导电聚合物，如掺杂聚咔唑、咔唑二酮、异咪唑类导电聚合物等。
3.其他导电聚合物除了聚苯胺类和聚咔唑类导电聚合物，目前还有一些其他导电聚合物被广泛研究，如聚吡咯、聚噻吩等。
这些导电聚合物具有高效的催化性能、超级电容性能、动力学稳定性和化学稳定性等特点。
四、未来展望由于电化学合成技术可以制备出结构精密、性能优异的导电聚合物材料，因此电化学合成技术具有广阔的应用前景。
导电聚合物的研究进展
导电聚合物的研究进展宫兆合 梁国正 卢婷利 鹿海军(西北工业大学 西安 710072)摘要: 本文较为系统地阐述了导电聚合物的导电机理、研究方法、制备方法及应用前景。
关键词: 聚合物 导电性 复合材料1 前 言高分子一直被视为绝缘材料,直到20世纪70年代才发现高分子具有导电功能。
从此聚合物导电性能的研究成了热门领域,并取得了较大的进展。
瑞典皇家科学院宣布了2000年诺贝尔化学奖的得主—日本筑波大学白川英树(Shirakawa H.)、美国宾夕法尼亚大学艾伦・马克迪尔米德(Macdiarmid A.G.)和美国加利福尼亚大学的艾伦・黑格尔(HeegerA.J.),以表彰他们在导电聚合物这一新兴领域所做的开创性工作。
可见导电聚合物研究的重要性。
导电聚合物材料可以分为结构型和复合型两大类。
结构型导电聚合物是指聚合物本身具有导电性或经掺杂处理后才具有导电功能的聚合物材料。
复合型导电聚合物,即导电聚合物复合材料,是指以通用聚合物为基体,通过加入各种导电性物质,采用物理化学方法复合后而得到的既具有一定导电功能又具有良好力学性能的多相复合材料。
结构型导电聚合物根据其导电机理的不同又可分为:载流子为自由电子的电子导电聚合物;载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子的离子导电聚合物;以氧化还原反应为电子转移机理的氧化还原型导电聚合物。
在导电聚合物众多物理和化学性能中,电化学性质(如化学活性、氧化还原可逆性、离子掺杂/脱掺杂机制)以及稳定性是决定其许多应用成功与否的关键,因此倍受人们的关注,也是研究的热点课题之一。
目前,研究导电聚合物的结构和性能的方法主要有以下几种:循环伏安法、暂态电流法、电导测量法、电化学阻抗普法、电化学石英晶体微天平法、光谱法、型貌法。
2 导电聚合物的导电机理结构型导电聚合物与复合型导电聚合物的导电机理是不同的,下面就各种聚合物导电机理进行说明。
2.1 复合型导电聚合物的导电机理导电聚合物复合材料,有二种,①在基体聚合物中填充各种导电填料;②将结构型导电聚合物或亲水性聚合物与基体聚合物的共混。
导电聚合物研究进展
(3) 氧化还原型导电聚合物。
这类聚合物的侧链上常带有可以进行可逆氧化还原反应 的活性基团，当电极电位达到聚合物中活性基团的还 原电位(或氧化电位)时，靠近电极的活性基团首先被 还原(或氧化) ，从电极得到(或失去) 一个电子，生成 的还原态(或氧化态) 基团可以通过同样的还原反应(氧 化反应) 将得到的电子再传给相邻的基团，自己则等 待下一次反应。如此重复，直到将电子传送到另一侧 电极，完成电子的定向移动。
导电聚合物的突出优点是既具有金属和无机半导体 的电学和光学特性，又具有有机聚合物柔韧的机械 性能和可加工性，还具有电化学氧化还原活性。
这些特点决定了导电聚合物材料将在未来的有机光 电子器件和电化学器件的开发和发展中发挥重要作 用。
二、 导电聚合物材料的分类及研究
1、结构型导电聚合物：是指聚合物本身具有导电性 或经掺杂处理后才具有导电功能的聚合物材料。
2、结构型聚合物的导电机理
构性导电聚合物根据其导电机理的不同可分为： 电子导电聚合物；离子导电聚合物； 氧化还原型导电聚合物。
(1) 电子导电聚合物的导电机理
在电子导电聚合物的导电过程中，载流子是聚合物中的 自由电子或空穴，导电过程中载流子在电场的作用下 能够在聚合物内定向移动形成电流。
作为有机材料，聚合物是以分子形态存在的，其电子多 为定域电子或具有有限离域能力的电子。
电子导电聚合物的共同结构特征是分子内有大的线性共 轭π电子体系，给自由电子提供了离域迁移条件。
(2) 离子型导电聚合物的导电机理
以正负离子为载流子的导电聚合物被称为离子型导电聚 合物。解释其导电机理的理论中比较受大家认同的有 非晶区扩散传导离子导电理论、离子导电聚合物自由 体积理论和无须亚晶格离子的传输机理等理论。 固体离子导电的两个先决条件是具有能定向移动的 离子和具有对离子溶和能力。研究导电高分子材料也 必须满足以上两个条件,即含有并允许体积相对较大的 离子在其中“扩散运动”;聚合物对离子具有一定的 “溶解作用”。
导电聚合物的应用和分析研究进展
导电聚合物的应用和研究进展贾亚宏<兰州城市学院化学与环境科学学院化学112 兰州 730070）摘要：导电聚合物因其制备容易、导电性高，具有稳定的化学、电化学特性及较好的生物相容性等特点，成为生物材料和组织工程研究领域所关注的焦点之一。
本文从导电聚合物的概念、特点、机理、制备以及应用方面做了简单的介绍，并提出导电聚合物所面临的挑战及未来的发展趋势和方向。
关键字：聚苯胺；导电聚合物；合成方法；掺杂；导电机理；药物释放；生物效应器；组织工程；生物传感器导电聚合物又称为导电高分子或合成金属，按结构与组成可分为两大类，一类是复合型导电聚合物，另一类是结构型导电聚合物。
复合型导电聚合物是以聚合物为母体、将各种导电性物质以不同的方式填充到聚合物基体中而构成的复合材料，其制备方法是填充高效导电粒子或导电纤维，最为常见的是炭黑填充型和金属填充型。
结构型导电聚合物是指材料本身或经过掺杂后具有导电功能的聚合物，这种高分子材料本身具有“固有”的导电性，由其结构提供导电载流子，一经掺杂后，电导率可大幅度提高，甚至可达到金属的导电水平。
1.导电聚合物的结构特点及导电机理所谓导电聚合物是由一些具有共轭π键的聚合物经化学或电化学掺杂后形成的、导电率可从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料。
导电聚合物是完全不同于由金属或碳粉末与聚合物共混而制成的导电塑料，它除了具有聚合物结构外，还含有由掺杂引入的一价对阴离子<p﹣型掺杂）或对阳离子<n一型掺杂），所以通常导电聚合物的结构分为聚合物链和与链非键合的一价对阴离子或对阳离子两部分组成[1]。
导电聚合物除了具有高分子本身特性之外，还兼具了因掺杂而带来的半导体或导体的特性。
各种导电聚合物的导电机理不尽相同，下面仅以碘掺杂的聚乙炔的导电机理为例，对导电聚合物的导电机理进行分析。
作者简介：贾亚宏<1989-）, 男, 甘肃正宁人, 现为兰州城市学院化学化学与环境科学学院112班学生众所周知，π电子云结构较松散，当聚乙炔暴露在碘蒸气中，易被碘氧化而失去电子成为正离子自由基<也称为极化子）。
导电聚合物的电导率
导电聚合物的电导率导电聚合物是一种具有导电性能的聚合物材料，其在电子、光电、能源等领域具有广泛的应用前景。
随着现代科技的迅速发展，导电聚合物已成为研究热点之一。
本文将介绍导电聚合物的概念、分类、合成方法及其电导率方面的研究进展。
导电聚合物是一种具有特殊结构和导电性能的聚合物材料。
它由含有共轭结构的聚合物单体通过聚合反应产生，具有良好的导电性能和应力敏感性。
导电聚合物通常包括聚苯胺（PANI）、聚吡咯（PPy）、聚噻吩（PTh）等。
与传统的金属和半导体材料相比，导电聚合物具有质量轻、形状可塑性、可溶性等优点，还能通过控制共轭结构的长度和结构的档次提高导电性能。
导电聚合物可以根据导电机制的不同进行分类。
一种是掺杂型导电聚合物，即通过向聚合物中掺杂离子或分子来提高其导电性能。
这种方法可以改变聚合物的电子结构和导电路径，使其具有较高的电导率。
另一种是氧化还原型导电聚合物，即通过聚合物分子内部的氧化还原反应来实现导电性能的调控。
这种方法通常通过控制聚合物的共轭结构和氧化态与还原态之间的转变来实现。
导电聚合物的合成方法有很多种。
常见的方法有化学氧化聚合法、电化学氧化聚合法、自由基聚合法等。
化学氧化聚合法是将氧化剂与聚合物单体在溶液中反应，生成导电聚合物。
这种方法简单、操作方便，但往往伴随着有害物质的产生。
电化学氧化聚合法是在电解池中利用电化学方法将单体氧化为导电聚合物，这种方法可以实现导电聚合物的直接定向合成。
自由基聚合法是通过自由基引发剂引发聚合反应，将单体聚合为导电聚合物。
这种方法操作简单，但控制反应过程比较困难。
导电聚合物的电导率是衡量其导电性能的重要指标，也是其应用的关键之一。
导电聚合物的电导率与其分子结构、共轭程度和晶型等因素密切相关。
一般来说，导电聚合物的电导率随着共轭结构的增加而提高，也随着晶体结构的有序化而增加。
研究者们通过控制导电聚合物的合成方法和调控其结构，以提高其电导率。
近年来，研究者们通过改进导电聚合物的合成方法和调控其结构，取得了显著的研究进展。
聚合物电解质的导电机理
聚合物电解质的导电机理引言聚合物电解质是一种具有高离子导电性能的材料，广泛应用于锂离子电池、燃料电池、超级电容器等能源存储和转换领域。
了解聚合物电解质的导电机理对于优化材料性能、提高器件性能具有重要意义。
本文将深入研究聚合物电解质的导电机理，从分子层面到宏观层面对其进行分析和探讨。
一、聚合物结构与导电性能聚合物是由重复单元组成的长链化合物，其结构决定了其导电性能。
通常，具有高离子传输速率和低离子传输阻力的聚合物结构应具备以下几个特点：1. 高度分散的离子团簇：在聚合物链上均匀分布着大量离子团簇是提高离子传输速率的关键。
这些团簇可以提供连续通道，使得离子在链之间快速传输。
2. 高度交联网络：交联网络可以增加材料的力学强度和稳定性，并减少由于溶剂膨胀引起的离子传输阻力。
同时，交联网络还可以限制离子团簇的扩散，防止团簇的聚集和堆积。
3. 低玻璃化转变温度：玻璃化转变温度是聚合物从玻璃态转变为胶态的临界温度。
低玻璃化转变温度可以增加聚合物链的可动性，提高离子传输速率。
二、离子传输机制聚合物电解质中离子的传输机制主要包括扩散和迁移两种方式。
1. 扩散：扩散是指溶剂中溶解物质由高浓度区域向低浓度区域移动的过程。
在聚合物电解质中，溶剂通常是有机液体或者高分子链段中的可动性较强部分。
通过扩散过程，离子可以在链之间或者穿过链段之间进行传输。
2. 迁移：迁移是指带电粒子在电场作用下从一个位置向另一个位置移动。
在聚合物电解质中，带有正电荷或者负电荷的溶剂分子或者附着在聚合物链上的离子可以在电场的作用下迁移。
三、离子传输的影响因素聚合物电解质中离子传输的速率受到多种因素的影响。
1. 温度：温度是影响离子传输速率的重要因素之一。
通常，随着温度升高，聚合物链的可动性增加，离子传输速率也随之增加。
2. 聚合物链长度：聚合物链长度对离子传输速率有着重要影响。
较长的聚合物链会增加扩散路径长度，导致离子传输速率下降。
3. 聚合度：聚合度是指聚合物中重复单元个数。
导电聚合物PEDOT
第４２卷㊀第３期２０２３年㊀６月北京生物医学工程ＢｅｉｊｉｎｇＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ ４２㊀Ｎｏ ３Ｊｕｎｅ㊀２０２３基金项目：上海理工大学医工交叉项目（１０２１３０８４２４）㊁上海介入医疗器械工程技术研究中心项目（１８ＤＺ２２５０９００）资助作者单位：１㊀上海理工大学健康科学与工程学院（上海２０００９３）２㊀休斯敦大学机械工程系（休斯敦得克萨斯州７７２０４）通信作者：孙力，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｓｕｎ４＠ｕｈ ｅｄｕ；刘颖，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｎｇ２４３１＠１６３ ｃｏｍ导电聚合物ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ及其在柔性生物医学传感器中的研究进展章浩伟１㊀王怡东１㊀玄雪婷１㊀孙力２㊀刘颖１摘㊀要㊀柔性生物医学传感器面临延展性差㊁灵敏度不高的问题，需要开发同时具有高电学性能和力学性能的材料，而传统陶瓷㊁金属或半导体通常不能满足㊂在导电聚合物中，聚（３，４⁃亚乙基二氧噻吩）ʒ聚（苯乙烯磺酸盐）［ｐｏｌｙ（３，４⁃ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ʒｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ），ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ］是一种具有较高导电性㊁化学稳定性以及良好生物相容性的材料，已成为一种被广泛研究的电极和传感器材料，并在生物医学领域得到应用㊂本文总结了ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的电学性能㊁力学性能及改性方式，并对其在柔性生物医学传感器方面的应用现状进行综述㊂关键词㊀ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ；柔性传感器；导电聚合物；生物医学传感器ＤＯＩ：１０ ３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－３２０８ ２０２３ ０３ ０１８．中图分类号㊀Ｒ３１８ ０４㊀㊀文献标志码㊀Ａ㊀㊀文章编号㊀１００２－３２０８（２０２３）０３－０３２２－０５本文著录格式㊀章浩伟，王怡东，玄雪婷，等．导电聚合物ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ及其在柔性生物医学传感器中的研究进展［Ｊ］．北京生物医学工程，２０２３，４２（３）：３２２－３２６．ＺＨＡＮＧＨａｏｗｅｉ，ＷＡＮＧＹｉｄｏｎｇ，ＸＵＡＮＸｕｅｔｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｒｅｖｉｅｗｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｏｌｙｍｅｒ⁃ＰＥＤＯＴʒＰＳＳａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｆｌｅｘｉｂｌｅｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］．ＢｅｉｊｉｎｇＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２３，４２（３）：３２２－３２６．Ｒｅｖｉｅｗｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｏｌｙｍｅｒ⁃ＰＥＤＯＴʒＰＳＳａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｆｌｅｘｉｂｌｅｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｓＺＨＡＮＧＨａｏｗｅｉ１，ＷＡＮＧＹｉｄｏｎｇ１，ＸＵＡＮＸｕｅｔｉｎｇ１，ＳＵＮＬｉ２，ＬＩＵＹｉｎｇ１１㊀ＳｃｈｏｏｌｏｆＨｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ㊀２０００９３；２㊀ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＨｏｕｓｔｏｎ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ㊀７７２０４，ＵＳＡＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒｓ：ＳＵＮＬｉ（Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｓｕｎ４＠ｕｈ ｅｄｕ）；ＬＩＵＹｉｎｇ（Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｎｇ２４３１＠１６３ ｃｏｍ）ʌＡｂｓｔｒａｃｔɔ㊀Ｆｌｅｘｉｂｌｅｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｓａｒｅｆａｃｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｐｏｏｒｄｕｃｔｉｌｉｔｙａｎｄｌｏｗｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｒｅｑｕｉｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｔｈａｔｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｅｒａｍｉｃｓ，ｍｅｔａｌｓｏｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｕｓｕａｌｌｙｄｏｎｏｔｐｏｓｓｅｓｓ．Ａｍｏｎｇｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｐｏｌｙ（３，４⁃ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ʒｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）（ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ），ｗｉｔｈｉｔｓｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｃｈｅｍｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ｈａｓｂｅｃｏｍｅａｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｓｔｕｄｉｅｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｎｄｓｅｎｓｏｒｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈａｖｅｂｅｅｎｅｘｐｌｏｒｅｄｉｎｔｈｅｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｆｉｅｌｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆＰＥＤＯＴʒＰＳＳ，ａｎｄｒｅｖｉｅｗｓｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｆｌｅｘｉｂｌｅｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｓ．ʌＫｅｙｗｏｒｄｓɔ㊀ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ；ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｏｌｙｍｅｒ；ｆｌｅｘｉｂｌｅｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｄｅｖｉｃｅ；ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｓ０㊀引言随着科技的进步和健康观念的提升，人们对医疗设备的舒适性提出了更高的要求㊂这需要医疗设备在保持自身功能的同时，实现与皮肤的完美接触㊂而传统的导电材料包括碳和金属等无机材料，由于其本身的原子间相互作用及微结构特征，块体的柔顺性和延展性都较差㊂近来研究人员发现通过材料微结构设计或薄膜化可以在一定程度上提高这些材料的柔韧性和延展性，但其可拉伸性和力学／化学／生物适配度等仍然很难达到柔性医疗设备的要求㊂因此，科学和工业界一直都在寻找㊁合成或集成具有高导电性的可延展材料，以满足人们对柔性医疗电子设备的要求㊂１９７６年，Ｓｈｉｒａｋａｗａ等［１］将碘蒸气掺杂进聚乙炔，使其导电性可提高７个数量级，从而开创了导电聚合物这一崭新的材料研究领域㊂在导电聚合物中，聚（３，４⁃亚乙基二氧噻吩）ʒ聚（苯乙烯磺酸盐）［ｐｏｌｙ（３，４⁃ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ʒｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ），ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ］具有一定柔性㊁电导率高㊁生物相容性好㊁在高温空气中具有较好的稳定性和耐湿性，因此经常被选作柔性电极材料应用于各种传感器的研发㊂本文将对ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的电学性能及力学性能进行综述，并介绍ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ在柔性生物医学传感器方面的研究进展㊂１㊀ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ及其性能１ １㊀ＰＥＤＯＴʒＰＳＳＰＥＤＯＴʒＰＳＳ是由３，４⁃乙烯二氧噻吩单体（３，４⁃ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ，ＥＤＯＴ）的氧化聚合物和聚（苯乙烯磺酸盐）［ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ），ＰＳＳ］两种分子组成的二嵌段共聚物㊂ＰＥＤＯＴ的分子量一般为１０００ ２５００ｇ／ｍｏｌ，ＰＳＳ的摩尔质量为４０００００ｇ／ｍｏｌ［２］㊂１ ２㊀ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的电学性能商用ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ为水分散体，由于ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ比例的不同，其电导率在０ ２ １Ｓ／ｃｍ之间［３］㊂近年来的研究表明，可以通过物理方法处理或与其他溶液共混（如添加有机溶剂㊁表面活性剂㊁盐或酸等），提高ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的电导率㊂Ｊｅｏｎｇ等［４］利用水热处理，在相对湿度大于８０％和温度高于６１ħ的条件下，使ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的电导率从０ ４９５提高到１２５ ３６７Ｓ／ｃｍ㊂Ｄｏｎｇ等［５］将二甲基亚砜（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｘｉｄｅ，ＤＭＳＯ）添加到ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ水溶液中，发现溶液中形成ＰＳＳ⁃ＤＭＳＯ相，促进ＰＥＤＯＴ结晶，进而提高电导率的水平㊂Ｘｉａ等［６］利用甲酰胺和甲醇的共溶剂对ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ进行双重处理，使ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ薄膜的电导率在一次处理后增加到９７０Ｓ／ｃｍ，两次后增加到１２８７Ｓ／ｃｍ㊂Ｋａｎｇ等［７］使用苯甲酸处理ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ，使其电导率提高到１５００Ｓ／ｃｍ以上㊂导致电导率提高的机理一般为促进ＰＥＤＯＴ和ＰＳＳ之间的相分离以及ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ链重取向㊂结合ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ具有离子－电子导电的特性，其可以广泛应用于柔性电极㊁超级电容器和电化学传感器等领域㊂１ ３㊀ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的力学性能ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ在一般情况下表现为脆性，而随着相对湿度的增加，其力学性能虽发生一定改变，但仍不具有可拉伸性㊂Ｌａｎｇ等［８］通过拉伸试验在不同相对湿度下测定了ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的力学性能㊂在相对湿度增加的情况下，其杨氏模量从２ ８ＧＰａʃ０ ５ＧＰａ（２３％相对湿度）降为０ ９ＧＰａʃ０ ２ＧＰａ（５５％相对湿度）㊂研究表明，通过与弹性体结合㊁构建力学微结构或使用添加剂可以有效提高ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的可拉伸性㊂Ｌｉ等［９］将ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ转移到预拉伸的聚（二甲基硅氧烷）（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ，ＰＤＭＳ）薄膜上，成功制备具有褶皱结构的双层ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ／ＰＤＭＳ电极，使该电极可实现１００％的应变，并在１００００次循环后不产生明显疲劳㊂Ｌｕｏ等［１０］将ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ和ＰＤＭＳ共混，并添加活性剂，获得了断裂伸长率为８２％的薄膜㊂Ｙａｎｇ等［１１］将ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ与天然橡胶胶乳共混，实现了４９０％的断裂伸长率㊂经过处理的ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ表现出良好的导电性和拉伸性能㊂需注意，经过改性的ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ在拉伸过程中仍会产生裂纹，影响电荷传递通路，使其电导率下降㊂因此，在制备过程中需对不同材料间的相互作用进行更详细的分析与改进，以制作性能更完备的柔性电子产品㊂２㊀柔性温度传感器传统的温度传感器大多是将无机温度敏感材料㊃３２３㊃第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀章浩伟，等：导电聚合物ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ及其在柔性生物医学传感器中的研究进展构建在硬质基板上，加工复杂，一般不具有柔性，大大限制了其在生物医学方面的应用㊂导电聚合物ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ导电性高㊁机械柔韧性好，电阻率与温度还具有一定的相关性，促进了其在温度敏感层中的应用㊂Ｚｈａｎｇ等［１２］利用聚酰亚胺薄膜制备了基于ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的柔性温度传感器㊂该传感器力学稳定性好，重复性高，还可以区分０ １ħ的温度变化㊂Ｙｕ等［１３］通过将ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ薄膜夹在两层ＰＤＭＳ中间，设计了一种基于微裂纹的高性能ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ⁃ＰＤＭＳ传感器㊂稳定的微裂纹使传感器实现高灵敏度与线性度，其在３０ ５５ħ之间的线性度达到０ ９９８㊂３㊀柔性应变传感器柔性应变传感器将感受到的力学信号转换为电信号进行监测，大多依靠电阻㊁电容的变化，因此具有检测范围小㊁灵敏度低的不足，在生物医学领域的应用有限㊂经处理的ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ具有高拉伸强度，可扩大应变传感器的检测上限，还可以在一定检测范围内实现高灵敏度，在监测人体运动和脉搏等生理信号中具有很大的潜力㊂３ １㊀人体运动监测ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ与弹性体或其他材料混合制备具有良好拉伸性能的复合材料使其可以用于应变敏感传感器㊂Ｈｅ等［１４］用聚氨酯纳米纤维薄膜作弹性骨架，聚己内酯纳米纤维作黏结剂，制备了基于ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ／碳纳米管复合材料的超可伸缩热电薄膜㊂该薄膜在室温下的最佳导电性可达到１５８１Ｓ／ｍ，断裂应变超过４００％，并且已成功设计用于检测人体运动㊂Ｘｉａ等［６］利用ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ薄膜与９０％甲酰胺／甲醇制成柔性压阻传感器㊂实验结果表明该传感器的电流与手指弯曲角度呈正相关（在３０ʎ㊁４５ʎ和６０ʎ的弯曲角度下，电流分别从０ ０６ｍＡ增加到１２ｍＡ㊁２６ｍＡ和４２ｍＡ），具有定量检测的潜力㊂另外，研究人员也常通过改善传感器的制备方式来提高传感器的响应时间㊁灵敏度和耐用性等性能㊂Ｇａｏ等［１５］采用湿法纺丝法合成了ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ和聚乙烯醇（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ，ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌｐｏｌｙｍｅｒ，ＰＶＡ）的导电复合纤维，制备出快速响应和高灵敏的可穿戴传感器，用于监测身体运动和实时健康㊂Ｌｏ等［１６］利用ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ聚合物共混物，通过喷墨打印制备了８４Ω／ｓｑ（１ｓｑ＝０ ０９２９ｍ２）的低片材电阻的印刷薄膜，实现了在５０％的拉伸应变下数千次循环㊂Ｗａｎｇ等［１７］通过单喷嘴技术制造了连续ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ／海藻酸钠（ｓｏｄｉｕｍａｌｇｉｎａｔｅ，ＳＡ）复合纤维，ＳＡ水凝胶包裹在ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ表面，大大增加了其延展性和耐用性㊂３ ２㊀生理信号监测在医疗监护方面，除了对人体运动等大幅度信号进行监测外，说话㊁皮肤皱纹㊁脉搏等细微的生物信号也对人体健康监护具有重要意义㊂Ｈａｎ等［１８］制备了基于羧甲基纤维素－ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的高拉伸导电复合薄膜，实现了薄膜在１００％应变下变化较小的相对电阻和优异的电气特性㊂Ｓｈｉ等［１９］将甘油添加到ＰＶＡ和ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的混合物中，制备了柔性水凝胶纤维传感器㊂该传感器柔韧性好，稳定性高，可在１０％伸长率下重复１０００次拉伸和收缩；检测范围低至０ ０１％的极小应变，可有效监测脉搏㊁发声等微小压力信号㊂Ｔａｎ等［２０］将ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ和ＰＤＭＳ的双官能团（３－巯基丙基）和三甲氧基硅烷共价结合，增强ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ与ＰＤＭＳ的界面附着力㊂并设计导电微褶结构，制备出具有２００μｓ快速响应时间和高灵敏度的柔性压阻式传感器，用于进行脉搏信号的监测㊂４㊀柔性生物电传感器电极与皮肤表面的良好接触是测量人体电信号的前提条件，而当前研究中的柔性电极大多与人体的贴合度低㊂ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ经过改性，可同时具有优异的电学性能㊁柔性和延展性，不仅可以保持生物医学传感器的功能性，还可以与人体曲面结构的共形接触，实现信号的准确㊁稳定传输，改善使用者的体验感，提高舒适性㊂４ １㊀心电信号监测心电图（ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ，ＥＣＧ）是分析和监测心律失常等心血管疾病的重要技术之一㊂商用ＥＣＧ电极在使用过程中需要用到离子导电凝胶，而该凝胶经过长时间暴露会变干，甚至对皮肤造成刺激，降低信号的信噪比㊂针对此问题，Ｌｅｅ等［２１］设计了基于ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ／水性聚氨酯／乙二醇的干电极，可长期重复使用以检测ＥＣＧ和肌电图（ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｅｌｏｇｒａｍ，ＥＭＧ）信号，并且溶于６０ħ的热水，具有优异的可降解性㊂Ｚｈｏｕ等［２２］混合ＰＶＡ㊁硼砂和ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ丝网印刷浆料，制造了高黏性的㊃４２３㊃北京生物医学工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４２卷导电水凝胶电极㊂该电极具有优异的电气自愈能力和出色的力学性能，不会对皮肤造成伤害㊂Ｗａｎｇ等［２３］制备了基于ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ复合电极的柔性纤维素基组件来监测ＥＣＧ信号㊂该电极即使在压力的状态下，也能保持较好的稳定性㊂Ｃｈｅｎ等［２４］将薄的㊁无基材的ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ电子文身转移到皮肤上，首次实现能够共形贴合㊁附着力好的ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ电子文身㊂结果表明，电子文身的稳定性好㊁舒适度高且ＥＣＧ测量性能优于商用银／氯化银凝胶电极㊂４ ２㊀低频生物电信号检测ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的电子和离子电导性㊁柔性㊁生物相容性和商业可用性，使其成为神经电子接口的新黄金标准㊂Ｉｎáｃｉｏ等［２５］将ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ涂覆在纳米纤维素表面制造纳米结构，建立低电双层电阻，大大降低了热噪声和传感器的振幅检测限，成功测量了信噪比高达１４０的胶质瘤细胞群产生的信号，使低频生物电信号检测成为可能㊂此外，ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的光学透明度使单个实验中可同时进行光学和电子转换㊂Ａｌｆｏｎｓｏ等［２６］利用ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ薄膜的电致变色性，报告了一种电致变色光学记录方法，通过施加的电压进行光吸收调节㊂该方法基于光学反射实现了自发神经电活动的无标签光学记录，可用于测量心肌细胞㊁培养的海马和背根神经节神经元以及脑切片中的自发动作电位㊂５㊀电化学传感器电化学传感器是一种基于物质的电化学特性，以电极（如离子选择性电极等）为转换元件，将待测量转变成电学量（电流㊁电压㊁电导率等）进行检测的传感器㊂而ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ具有离子－电子耦合扩散的特点，可以很好地用于电化学传感器中㊂５ １㊀血液监测肾上腺素（ｅｐｉｎｅｐｈｒｉｎｅ，ＥＰ）是人体中枢神经系统释放的重要神经递质之一㊂其含量的异常与心脏病㊁帕金森病等疾病有关；过量的ＥＰ还会激发运动员的速度与力量，是世界反兴奋剂机构（ＷｏｒｌｄＡｎｔｉ⁃ＤｏｐｉｎｇＡｇｅｎｃｙ，ＷＡＤＡ）的禁止药物之一㊂因此能够方便快捷地得到血液中ＥＰ水平具有十分重要的现实意义㊂Ｈｕ等［２７］通过涂覆和电聚合的方法制备了基于还原石墨烯／ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ复合材料的ＥＰ电化学传感器㊂该传感器具有高灵敏度，可在０ １０ １６ ５０μｍｏｌ／Ｌ浓度范围内记录ＥＰ的线性响应，为人类血清中ＥＰ的灵敏测量提供了希望㊂５ ２㊀汗液监测人体汗液中含有多种微量元素，能够及时反映身体状况㊂目前，研究者们致力于研制能够无创㊁实时的电化学传感器㊂Ｘｕ等［２８］制备了基于ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ水凝胶的微流控电化学传感器，实现汗液中尿酸（ｕｒｉｃａｃｉｄ，ＵＡ）的实时获取和灵敏检测㊂该传感器具有０ ８７５μＡ／（μｍｏｌ㊃Ｌ－１㊃ｃｍ２）的灵敏度，且证实了与标准酶联免疫吸附测定法（ｅｎｚｙｍｅ⁃ｌｉｎｋｅｄｉｍｍｕｎｏｓｏｒｂｅｎｔａｓｓａｙ，ＥＬＩＳＡ）测量的结果高度相关㊂Ｐｏｓｓａｎｚｉｎｉ等［２９］制备了基于ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ㊁银／氯化银纳米颗粒和溴麝香草酚蓝的双端传感器，可同时用于汗液中Ｃｌ－浓度和ｐＨ的监测，且不会影响灵敏度㊂Ｌｉ等［３０］将ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ水凝胶组装在纸纤维上，提出水凝胶－纸贴片传感系统，实现了电信号（心率和ＥＣＧ）检测与电化学传感的集成，并制定纸基微流控通道，确保汗液在电极表面的有效传输及葡萄糖的稳定监测㊂６㊀总结与展望在保持材料的电学和生物特性的同时，提高材料的可延展性㊁柔性㊁稳定性和耐疲劳性是优化可穿戴设备的一个有效途径㊂ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ具有一定化学稳定性㊁生物相容性，电学和力学性能的改性方法多样且易于操作，为柔性生物医学传感器的发展提供了更多可能性㊂但还面临以下问题：（１）柔性电子器件的发展越来越注重集成性和多功能化㊂虽然ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ可满足多功能性的需求，但在应用过程中各种性能的相互影响无法避免㊂如何应对集成过程中的信号干扰问题将是柔性可拉伸器件的一大挑战㊂（２）如何在不影响或提高生物相容性的同时，改善ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ的性能是研究重点之一㊂（３）柔性电极的耐用性也是评估可穿戴设备的一项指标㊂在使用过程中，复合材料电阻率的变化㊁结构的形变㊁是否产生的裂纹以及能否利用裂纹提高电极性能也是研究者们需要进一步讨论的问题㊂参考文献［１］㊀ＳｈｉｒａｋａｗａＨ，ＬｏｕｉｓＥＪ，ＭａｃｄｉａｒｍｉｄＡＧ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｙｍｅｒｓ：Ｈａｌｏｇｅｎｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｏｆｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ，（ＣＨ）ｘ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，㊃５２３㊃第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀章浩伟，等：导电聚合物ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ及其在柔性生物医学传感器中的研究进展ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，１９７７（１６）：５７８－５８０．［２］㊀ＴｓｅｇｈａｉＧＢ，ＭｅｎｇｉｓｔｉｅＤＡ，ＭａｌｅｎｇｉｅｒＢ，ｅｔａｌ．ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ⁃ｂａｓｅｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｔｅｘｔｉｌｅｓａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｓｅｎｓｏｒｓ，２０２０，２０（７）：１８８１．［３］㊀ＳｈｉＨ，ＬｉｕＣＣ，ＪｉａｎｇＱＬ，ｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｉｖｅａｐｐｒｏａｃｈｅｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＰＥＤＯＴʒＰＳＳ：ａｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１５，１（４）：１５０００１７．［４］㊀ＪｅｏｎｇＷ，ＧｗｏｎＧ，ＨａＪＨ，ｅｔａｌ．ＥｎｈａｎｃｉｎｇｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＰＥＤＯＴʒＰＳＳｆｉｌｍｓｆｏｒｂｉｏｍｅｄｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｖｉａｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．ＢｉｏｓｅｎｓｏｒｓａｎｄＢｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２１，１７１（１）：１１２７１７．［５］㊀ＤｏｎｇＪＪ，ＰｏｒｔａｌｅＧ．ＲｏｌｅｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｏｌｖｅｎｔｏｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＰＥＤＯＴʒＰＳＳ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓＩｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０２０，７（１８）：２０００６４１．［６］㊀ＸｉａＹＪ，ＣｕｉＹ，ＨｕａｎｇＰＪ，ｅｔａｌ．ＨｉｇｈｌｙｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｆｉｌｍｏｆＰＥＤＯＴʒＰＳＳｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｃｏｓｏｌｖｅｎｔｏｆｆｏｒｍａｍｉｄｅａｎｄｍｅｔｈａｎｏｌｆｏｒｆｌｅｘｉｂｌｅｐｉｅｚｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅｓｅｎｓｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０２２，１２０：２０３３０２．［７］㊀ＫａｎｇＨＳ，ＫｉｍＤＨ，ＫｉｍＴＷ．Ｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔ⁃ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｂｅｎｚｏｉｃａｃｉｄ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ，２０２１，１１：３８８５．［８］㊀ＬａｎｇＵ，ＮａｕｊｏｋｓＮ，ＤｕａｌＪ．ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＰＥＤＯＴʒＰＳＳｔｈｉｎｆｉｌｍｓ［Ｊ］．ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＭｅｔａｌｓ，２００９，１５９（５－６）：４７３－４７９．［９］㊀ＬｉＧ，ＱｉｕＺＧ，ＷａｎｇＹ，ｅｔａｌ．ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ／Ｇｒａｆｔｅｄ⁃ＰＤＭＳｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｆｏｒｆｕｌｌｙｏｒｇａｎｉｃａｎｄｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅｓｋｉｎ⁃ｌｉｋｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓＩｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１９，１１（１０）：１０３７３－１０３７９．［１０］㊀ＬｕｏＲＢ，ＬｉＨＢ，ＤｕＢ，ｅｔａｌ．Ａｓｉｍｐｌｅｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｈｉｇｈｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ，ｆｌｅｘｉｂｌｅａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｏｌｙｍｅｒｆｉｌｍｓｂａｓｅｄｏｎＰＥＤＯＴʒＰＳＳ⁃ＰＤＭＳｂｌｅｎｄｓ［Ｊ］．ＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２０，７６：１０５４５１．［１１］㊀ＹａｎｇＹ，ＺｈａｏＧＪ，ＣｈｅｎｇＸ，ｅｔａｌ．ＳｔｒｅｔｃｈａｂｌｅａｎｄｈｅａｌａｂｌｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｅｌａｓｔｏｍｅｒｂａｓｅｄｏｎＰＥＤＯＴʒＰＳＳ／ｎａｔｕｒａｌｒｕｂｂｅｒｆｏｒｓｅｌｆ⁃ｐｏｗｅｒｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｔｒａｉｎｓｅｎｓｉｎｇ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０２１，１３（１２）：１４５９９－１４６１１．［１２］㊀ＺｈａｎｇＹＬ，ＣｕｉＹ．ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅａｎｄｗｅａｒａｂｌｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎＰＥＤＯＴʒＰＳＳ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓ，２０１９，６６（７）：３１２９－３１３３．［１３］㊀ＹｕＹＹ，ＰｅｎｇＳＨ，ＢｌａｎｌｏｅｕｉｌＰ，ｅｔａｌ．ＷｅａｒａｂｌｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｓｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｂｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｉｎＰＥＤＯＴʒＰＳＳ⁃ＰＤＭＳｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０２０，１２（３２）：３６５７８－３６５８８．［１４］㊀ＨｅＸＹ，ＳｈｉＪ，ＨａｏＹＮ，ｅｔａｌ．ＰＥＤＯＴʒＰＳＳ／ＣＮＴｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｂａｓｅｄｕｌｔｒａ⁃ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｓｓｔｒａｉｎｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］．ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０２１，２７：１００８２２．［１５］㊀ＧａｏＱ，ＷａｎｇＭＸ，ＫａｎｇＸＹ，ｅｔａｌ．Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗｅｔ⁃ｓｐｉｎｎｉｎｇｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅａｎｄｗａｔｅｒ⁃ｓｔａｂｌｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰＥＤＯＴʒＰＳＳ／ＰＶＡｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｂｅｒｓｆｏｒｗｅａｒａｂｌｅｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］．ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０２０，１７：１３４－１４０．［１６］㊀ＬｏＬＷ，ＺｈａｏＪＹ，ＷａｎＨＣ，ｅｔａｌ．Ａｎｉｎｋｊｅｔ⁃ｐｒｉｎｔｅｄＰＥＤＯＴʒＰＳＳ⁃ｂａｓｅｄｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅｃｏｎｄｕｃｔｏｒｆｏｒｗｅａｒａｂｌｅｈｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０２１，１３（１８）：２１６９３－２１７０２．［１７］㊀ＷａｎｇＭＸ，ＧａｏＱ，ＧａｏＪＦ，ｅｔａｌ．Ｃｏｒｅ⁃ｓｈｅｌｌＰＥＤＯＴʒＰＳＳ／ＳＡｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｂｅｒｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄｖｉａａｓｉｎｇｌｅ⁃ｎｏｚｚｌｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｅｎａｂｌｅｗｅａｒａｂｌｅｓｅｎｓｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｅｍｉｓｔｒｙＣ，２０２０，８：４５６４－４５７１．［１８］㊀ＨａｎＪＷ，ＰａｒｋＪ，ＫｉｍＪＨ，ｅｔａｌ．Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅ／ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｌｍｓｆｏｒｏｎ⁃ｓｋｉｎｓｔｒａｉｎｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０２２，１５（１４）：５００９．［１９］㊀ＳｈｉＷＨ，ＷａｎｇＺＷ，ＳｏｎｇＨ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈ⁃ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎｄｅｘｔｒｅｍｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ⁃ｒｅｓｉｓｔａｎｔｓｅｎｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎＰＥＤＯＴʒＰＳＳ＠ＰＶＡｈｙｄｒｏｇｅｌｆｉｂｅｒｓｆｏｒｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０２２，１４（３０）：３５１１４－３５１２５．［２０］㊀ＴａｎＺＴ，ＬｉＨＷ，ＨｕａｎｇＹＮ，ｅｔａｌ．Ｂｒｅａｔｈｉｎｇ⁃ｅｆｆｅｃｔａｓｓｉｓｔｅｄｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇｌａｒｇｅ⁃ａｒｅａＰＥＤＯＴʒＰＳＳｔｏＰＤＭＳｓｕｂｓｔｒａｔｅｗｉｔｈｒｏｂｕｓｔａｄｈｅｓｉｏｎｆｏｒｓｔａｂｌｅｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＰａｒｔＡ：ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，２０２１，１４３：１０６２９９．［２１］㊀ＬｅｅＤＨ，ＬｅｅＥＫ，ＫｉｍＣＨ，ｅｔａｌ．Ｂｌｅｎｄｅｄｐｏｌｙｍｅｒｄｒｙｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｆｏｒｒｅｌｉａｂｌｅｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｍｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｉｒｅｃｏ⁃ｆｒｉｅｎｄｌｙｄｉｓｐｏｓａｌｌｅｄｂｙｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙｉｎｈｏｔｗａｔｅｒ［Ｊ］．Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２０２２；１４（１３）：２５８６．［２２］㊀ＺｈｏｕＸ，ＲａｊｅｅｖＡ，ＳｕｂｒａｍａｎｉａｎＡ，ｅｔａｌ．Ｓｅｌｆ⁃ｈｅａｌｉｎｇ，ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ，ａｎｄｈｉｇｈｌｙａｄｈｅｓｉｖｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓｆｏｒｅｐｉｄｅｒｍａｌｐａｔｃｈｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＢｉｏｍａｔｅｒｉａｌｉａ，２０２２，１３９：２９６－３０６．［２３］㊀ＷａｎｇＹＰ，ＺｈｏｎｇＸ，ＷａｎｇＷ，ｅｔａｌ．Ｆｌｅｘｉｂｌｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅ／ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ／ＰＥＤＯＴʒＰＳＳｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｆｏｒＥＣＧｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，２０２１，２８：４９１３－４９２６．［２４］㊀ＣｈｅｎＹＦ，ＺｈｏｕＧＰ，ＹｕａｎＸＭ，ｅｔａｌ．Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ⁃ｆｒｅｅ，ｕｌｔｒａ⁃ｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｅＰＥＤＯＴʒＰＳＳＥ⁃ｔａｔｔｏｏａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｅｎｅｒｇｙｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｎｓｋｉｎ［Ｊ］．ＢｉｏｓｅｎｓｏｒｓａｎｄＢｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２２，２０６：１１４１１８．［２５］㊀ＩｎáｃｉｏＰＭＣ，ＭｅｄｅｉｒｏｓＭＣＲ，ＣａｒｖａｌｈｏＴ，ｅｔａｌ．Ｕｌｔｒａ⁃ｌｏｗｎｏｉｓｅＰＥＤＯＴʒＰＳＳｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｏｎｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ：Ａｓｅｎｓｏｒｔｏａｃｃｅｓｓｂｉｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｉｇｎａｌｓｉｎｎｏｎ⁃ｅｌｅｃｔｒｏｇｅｎｉｃｃｅｌｌｓ［Ｊ］．ＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２０，８５：１０５８８２．［２６］㊀ＡｌｆｏｎｓｏＦＳ，ＺｈｏｕＹＣ，ＬｉｕＥ，ｅｔａｌ．Ｌａｂｅｌ⁃ｆｒｅｅｏｐｔｉｃａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｂｉｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｔｅｎｔｉａｌｓｕｓｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃｔｈｉｎｆｉｌｍｓ［Ｊ］．ＰＮＡＳ，２０２０，１１７（２９）：１７２６０－１７２６８．［２７］㊀ＨｕＹＬ，ＹａｎｇＨ，ＬｉＷ，ｅｔａｌ．Ｓｃｒｅｅｎ⁃ｐｒｉｎｔｅｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｒｅｄｕｃｅｄｇｒａｐｈｅｎｅｄｏｐｅｄｐｏｌｙ（Ｌ⁃ｄｏｐａ）／ＰＥＤＯＴʒＰＳＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆｏｒｅｐｉｎｅｐｈｒｉｎｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０２１，１６：２１１２２４．［２８］㊀ＸｕＺＹ，ＳｏｎｇＪＹ，ＬｉｕＢＲ，ｅｔａｌ．ＡｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒＰＥＤＯＴʒＰＳＳｈｙｄｒｏｇｅｌｂａｓｅｄｗｅａｒａｂｌｅｓｅｎｓｏｒｆｏｒａｃｃｕｒａｔｅｕｒｉｃａｃｉｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｈｕｍａｎｓｗｅａｔ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ，２０２１，３４８：１３０６７４．［２９］㊀ＰｏｓｓａｎｚｉｎｉＬ，ＤｅｃａｔａｌｄｏＦ，ＭａｒｉａｎｉＦ，ｅｔａｌ．ＴｅｘｔｉｌｅｓｅｎｓｏｒｓｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅａｎｄｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃｈｌｏｒｉｄｅｉｏｎａｎｄｐＨｉｎｓｗｅａｔ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ，２０２０，１０：１７１８０．［３０］㊀ＬｉＴＹ，ＬｉａｎｇＢ，ＹｅＺＣ，ｅｔａｌ．Ａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｈｙｄｒｏｇｅｌ⁃ｐａｐｅｒｐａｔｃｈｆｏｒｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｓｅｎｓｉｎｇｏｆｃｈｅｍｉｃａ⁃ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｉｇｎａｌ［Ｊ］．ＢｉｏｓｅｎｓｏｒｓａｎｄＢｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２２，１９８（１５）：１１３８５５．（２０２２－１１－１６收稿，２０２３－０２－１４修回）㊃６２３㊃北京生物医学工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４２卷。
Chem.Soc.Rev.最新综述：聚苯胺在导电聚合物领域的广泛应用
Chem.Soc.Rev.最新综述：聚苯胺在导电聚合物领域的广泛应用【引言】导电聚合物（ICPs）是具有极大应用前景的一类材料，主要包括聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯，这些聚合物和诸如半导体、金属这类无机材料具有同样的电学特性。
由于导电聚合物生成成本低、密度小、加工性能更好、机械柔韧性更高并且具备更广泛的化学功能性，因此有望取代这些传统材料发挥更大的作用。
近日，来自美国加州大学洛杉矶分校的Richard B. Kaner（通讯作者）等人以“Polyaniline nanofibers: broadening applications for conducting polymers”为题在Chemical Society Reviews上发表综述，详细论述了导电聚合物聚苯胺纳米纤维的物理和化学特性，并由其性质叙述了其在传感器、印刷电子、光电等领域的应用，最后对以聚苯胺为代表的导电聚合物的发展方向和应用前景进行了展望。
综述总览图1.导电聚合物简介导电聚合物（ICPs）是一类具有导电能力的有机聚合物，它们被认为有可能取代传统的半导体和金属材料。
密度较轻的特性使得其可以作为防静电涂层和电磁屏蔽层，并且可以应用在航空航天以及汽车制造领域。
可锻造的属性使其可以在电致发光器件和太阳能电池领域大放光彩，和结构聚合物类似的热膨胀系数和机械特性使发展稳定的建造塑料复合物成为可能。
虽然导电聚合物具有这些优点，但是诸如加工过程、稳定性以及导电性等方面的限制还是阻碍了导电聚合物的进一步发展和应用。
制备纳米尺度导电聚合物的新思路促进了材料的研究。
苯胺是一种从苯或者石油和煤焦油精炼的副产物中萃取的廉价原材料。
苯胺的主要氧化产物聚苯胺很早就得到了。
良好的稳定性、氧化还原化学特性、独特的掺杂/脱掺杂性质和优异的导电性使其成为了导电聚合物中最佳的选择。
然而，由于较差的溶液和熔融加工性，聚苯胺并没有进行大规模的行业化应用。
导电聚合物的氧化还原态和掺杂机理是受到广泛关注的部分。
高性能导电聚合物的研究进展
高性能导电聚合物的研究进展高性能导电聚合物可是个相当厉害的东西，在当今的科技领域里，那是相当受关注！先来说说啥是导电聚合物。
简单点讲，就是一些具有导电性能的高分子材料。
这可不像咱们平时常见的金属导线那样，它们是由一些大分子组成的，却能神奇地让电流通过。
就拿聚苯胺来说吧，这可是导电聚合物里的“明星选手”。
我曾经在实验室里，专门研究过聚苯胺的特性。
记得有一次，为了得到纯净的聚苯胺样品，我和团队小伙伴们可是费了好大的劲。
从各种原材料的筛选，到反应条件的精确控制，每一个环节都不能马虎。
我们整天泡在实验室里，眼睛紧紧盯着那些仪器和反应瓶，就像守护宝贝一样。
有时候反应进行得不太顺利，大家就一起讨论，分析问题出在哪儿。
那几天，实验室里弥漫着紧张又期待的气氛。
终于，经过无数次的尝试和改进，我们成功地合成出了具有出色导电性能的聚苯胺。
那一刻，大家的兴奋劲儿简直没法形容，感觉之前所有的辛苦都值了！再来说说聚吡咯，这也是一种很有潜力的导电聚合物。
它的导电性能也相当不错，而且在一些特定的环境下，表现得更加稳定。
高性能导电聚合物的应用那可真是广泛得很。
比如说在电子设备里，它们可以用来制作更轻薄、更灵活的电路。
想象一下，未来的手机可能不再是现在这种硬邦邦的样子，而是可以像纸一样随意折叠，这可多亏了高性能导电聚合物的功劳。
在能源领域，它们也能大显身手。
比如说制作超级电容器，能够快速地存储和释放电能，让我们的电动汽车充电更快，跑得更远。
还有在传感器方面，高性能导电聚合物能够敏锐地感知环境中的微小变化，就像一个超级灵敏的“鼻子”，可以检测到各种物质的存在。
不过，高性能导电聚合物的研究也不是一帆风顺的。
在实际应用中，还存在一些问题需要解决。
比如说，它们的稳定性还有待提高，长期使用后导电性能可能会下降。
但科研人员们可没有被这些困难吓倒，大家都在努力攻克这些难题。
我相信，在不久的将来，高性能导电聚合物一定会给我们的生活带来更多的惊喜和便利。
导电聚合物的研究进展
导电聚合物的研究进展
宫兆合;梁国正;卢婷利;鹿海军
【期刊名称】《玻璃钢/复合材料》
【年(卷),期】2003(000)001
【摘要】本文较为系统地阐述了导电聚合物的导电机理、研究方法、制备方法及应用前景.
【总页数】4页(P45-47,29)
【作者】宫兆合;梁国正;卢婷利;鹿海军
【作者单位】西北工业大学,西安,710072;西北工业大学,西安,710072;西北工业大学,西安,710072;西北工业大学,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TB33
【相关文献】
1.用于电阻式柔性应变传感器的导电聚合物复合材料研究进展 [J], 任秦博; 王景平; 杨立; 李翔; 王学川
2.石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料制备及应用研究进展 [J], 王万兵; 高晓辉; 李怀阳; 高文博; 李玉峰
3.三维导电聚合物生物传感器的研究进展 [J], 夏咏;汤清伦;韦炜
4.纳米结构导电聚合物合成方法及其生物监测应用研究进展 [J], 彭涛;姚梓烽;李海珊;黄怡萱;王珍高
5.导电聚合物/磁性粒子复合吸波材料的研究进展 [J], 刘凡;赵晓明;郑煜昊;赵润德
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
导电聚合物膜材料的电特性研究
导电聚合物膜材料的电特性研究导电聚合物膜材料是一种非常有前景的新型材料，它的应用范围很广，能够用于生产各种电子产品、太阳能电池、触摸屏等设备。
其最大的特点是具有较好的导电性能，在绝缘材料中独树一帜。
那么，导电聚合物膜材料的电特性是如何研究的呢？一、导电聚合物膜材料的基础知识导电聚合物膜材料通常由聚苯胺、聚丙烯腈和聚咔唑等有机物质组成。
这些物质在加工过程中通常使用溶液作为载体，并且需要制备成薄膜状。
由于导电聚合物膜材料具有高度的柔韧性和稳定性，因此在电子设备中应用十分广泛。
作为一种新型材料，导电聚合物膜材料的物理、化学特性还有待进一步深入的了解和研究。
在目前研究领域中，主要集中在导电聚合物膜材料的电学性质和电学特性的分析上。
二、导电聚合物膜材料的电学性质导电聚合物膜材料的电学性质是指其在一定条件下的电特性。
可以报道许多数据来描述这些特征，例如导电聚合物的电导率、电致变色性质和电容等。
这些数据可以帮助理解导电聚合物的基本行为和反应方式，以及这些材料适用于哪些应用领域。
1、电导率在导电聚合物中，空穴和电子是导电的基本载体。
材料的电导率通常在这两者之间变化，从而产生输运电子或空穴的导电特性。
对于单一的导电聚合物，其电导率通常在10^-5到10^2范围之间。
2、电致变色性质电致变色性质是指在电场的影响下导电聚合物的光学性质随之改变的特性。
在已经发现的导电聚合物中，聚苯胺是最具有典型性的例子。
在电致变色现象中，聚苯胺中的离子对会在电极间发生移动，从而产生颜色的变化。
因此，导电聚合物的电特性不仅能用来制作电子设备，也可以作为光学材料来使用。
3、电容电容是导电聚合物材料电学特性的一个重要量。
它是物质在两个电极之间形成的结构。
对于电容器，电容量是储存电流的物理量。
用导电聚合物制成电容器既有较高的电容量，同时还能将电容器结构的尺寸减小到微型和纳米级别。
三、导电聚合物膜材料的电学特性研究由于导电聚合物膜材料具有多种特性，因此对其电学性质的研究也相当复杂。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
有机导电聚合物研究进展1 导电聚合物各种人造聚合物俗称为塑料或化纤，天然聚合物主要有蛋白质和树脂等。
上述有机固体通常是绝缘体，而增强它们的电导率是一个非常吸引人的研究领域。
因为这类材料成本低廉、重量轻，更重要的是，可以把聚合物的可塑以及柔韧等优良机械特性与通常只有金属才具备的高电导特性结合在一起，从而将应用范围大大拓宽。
1977年，白川英树在一次聚乙炔合成的实验中，意外地加入了过多的催化剂(齐格勒—纳塔催化剂，以1963年诺贝尔化学奖得主Ziegler 和Natta命名，其作用是定向催化——用于严格控制聚合物的空间结构)。
不料，在反应器中生成了一种光亮的反式聚乙炔薄膜。
如果将薄膜暴露于卤族Br2或I2蒸汽，生成物的电导率可以提高1012倍[1]，从此有机物不能导电的观念被打破。
2000 年度诺贝尔化学奖授予了三位致力于导电聚合物研究的科学家，他们是美国物理学家艾伦·黑格（Alan Heeger）、化学家艾伦·麦克迪尔米德（Alan MacDiarmid ）和日本化学家白川英树（Hideki Shirakawa ）。
这是对导电聚合物研究的充分肯定。
导电聚合物根据材料的组成可以分成复合型导电聚合物材料和本征型导电聚合物材料两大类[2－4]。
复合型导电聚合物材料是由普通高分子结构材料与金属或碳等导电材料，通过分散、层合、梯度复合、表面镀层等复合方式构成。
其导电作用主要通过其中的导电材料来完成。
本征型导电聚合物材料也被称为结构型导电聚合物材料，其高分子本身具备一定的导电能力，这种导电聚合物如果按其结构特征和导电机理还可以进一步分成：载流子为自由电子的电子导电型聚合物和载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子的离子导电型聚合物。
在电子导电聚合物的导电过程中，载流子在电场的作用下能够在聚合物内定向移动形成电流。
电子导电聚合物的共同结构特征是分子内有大的线性共轭π电子体系，给自由电子提供了离域迁移条件，故又称为共轭聚合物。
作为有机材料，聚合物是以分子形态存在的，其电子多为定域电子或具有有限离域能力的电子。
π电子虽然具有离域能力，但它并不是自由电子。
当有机化合物具有共轭结构时，π电子体系增大，电子的离域性增强，可移动范围增大。
当共轭结构达到足够大时，化合物即可提供自由电子，具有了导电功能。
2导电聚合物的应用导电聚合物具有重量轻、易加工，以及易于表面涂覆的特征，而且在导电性能方面则具有半导体、金属乃至超导体等优良特性，这类材料特殊的电、磁性质引起了人们普遍的兴趣，它的用途非常广泛，可以用于能源(二次电池、太阳能电池、固体电池)、光电器件、晶体管、整流器、发光二极管 (LED)、传感器(气体和生物)、电磁屏蔽、隐身技术以及生命科学等方面。
导电聚合物如聚吡咯，容易发生氧化和还原反应，这引起了人们巨大的兴趣，因为其中涉及有关可充电电池的开发问题。
根据最近的研究，已出现了由导电聚合物以超级电容器和光生伏打电池形式所构成的用以储存能量的器件。
其储电量可达50F/g，在器件的设计上，是将导电聚合物以薄层的形式，涂布于具有大表面积的基体上。
这种设计允许聚合物快速的充电或放电,电池的高功率能在较短的时间内释放出来,从而能在电子设备和电动车辆中应用[5]。
用导电聚合物构成的聚合物光生伏打电池也已得到发展[6]。
其中典型的是光敏聚合物以三明治的形式处于两个电极之间的结构。
聚合物基的光生伏打器件，与半导体材料硅相比较，效率是很低的，然而，聚合物光生伏打器件的潜在优势是其制造价格便宜，同时可大面积地应用于屋顶以及建筑物的外墙等处。
这样大面积的应用，可对其低的效率予以补偿。
导电聚合物另一重要用途是用作电致变色器件。
例如，当对聚噻吩和聚苯胺施加电压时，它们可经历一明显的变色过程。
聚噻吩薄膜可以由红色(氧化态)转变为蓝色（还原态）这就有可能将它们用作广告显示和美观的窗饰等。
导电聚合物，由于具有较好的导电性、光电性、热电性、可以方便地沉积在各种基片上、可与其它功能材料共聚或复合、可在常温或低温使用等优点，因而也受到传感器研究者的青睐。
用导电聚合物作为传感器的基体材料或选择性包覆材料可制作生物传感器、离子传感器、气体传感器、湿敏传感器等[7-8]。
3 常见导电聚合物30多年来，已经发展了许多导电聚合物，且已有大量的导电聚合物付诸应用，常见导电聚合物如表1。
名称结构聚吡咯（PPy ）聚噻吩（PTh)聚苯胺（PAn)聚（对-苯撑）（PPP)聚（苯乙烯撑）（PPV)聚（苯硫醚）（PPS)聚（苯乙炔）（PPE)聚芴聚吲哚表 1 典型导电聚合物的结构 4 导电聚合物领域的科学研究对过去25年来的《化学文摘》进行搜索，结果表明：从1980年以后，相关文章的发表数量快速上升,如图1，直至1999年底，文献的增长速度仍持续不衰。
目前，大约每周有40种新的与有机导电聚合物相关的学术论文发表。
图 1 过去25年来，在导电聚合物领域发表的科学论文图2列出了过去10年来，有关导电聚合物的重要方面文章的发表情况[9]。
其中几乎一半的文章是和新型导电聚合物的合成，或对现有导电聚合物的化学修饰等相关的。
另一个大的研究领域涉及导电机制的物理研究，而有关应用的文章，则仅占约小于20%的数量。
图 2 近十年来，不同主题的导电聚合物科学论文的发表情况5 低能带值的导电聚合物本质上具有低能带值的导电聚合物有重要意义，它可以不经掺杂而仍具有好的电导性，对于光伏电池，其吸收波长在600nm-2000nm 之间时，吸收效率也更高。
所以理论上设计新型具有低能带值的导电聚合物有重要指导意义。
基于对聚合物电导性与电子结构关系的理解，初步归纳了4种降低聚合物能带值的方法。
5.1 取代基设计低能带值导电聚合物的一个通常方法就是通过添加取代基改变聚合物电子结构而降低其能带值。
选择典型的导电性好的聚合物作为母体材料，如聚噻吩，聚吡咯，聚苯胺等就是很好的母体材料。
但特别需要注意的是取代基的空间效应，它对聚合物的电导性有非常重要的影响。
取代基不能太大，大的取代基可能产生强烈的空间位阻使聚合物扭曲，降低聚合物的平面性，共轭性，导致电子离域能力降低，从而电导性降低。
研究表明，对聚合物骨架（β-C ）取代，会同时影响最高占据轨道和最低空轨道的值，Kobayashi ，Bakhshi 等人发现，高极化性的取代基如PITN 中（图3）的苯环取代形成的聚合物有低的能带值，光谱测定其能带值大概为1eV [10]。
因为高极化性的取代基可以减弱环内或骨架上相邻环π电子的相互作用。
同时PITN 的醌式共振结构相比于芳香式结构有更小的能带值[10]. C 13NMP 谱显示PITN 聚合物中有强烈的醌式效应[11]。
部份具有PITN 类似结构的物质还有如图4[12-15] 的聚合物。
图 3 PITN 的共振式图 45.2 聚合物具有交替的吸电子{A}和供电子(D)基团一个比较有效的降低能带值的方法就是在共轭骨架上添加交替的供电子和吸电子基团。
这个方法是荷兰化学家Havinga 首先提出的[16]。
供吸电子基团交替排列，可以提高主链上环间电子的共轭性(D-A → D + =A - )，减少单双键交替程度，获得低能带值的聚合物。
通常情况下供体受体单元电负性差别越大，能隙SOORR **SNNRR**S**nnSnS**S nR*n值下降越明显。
共聚物中供体单元和受体单元的能级相互作用，特别是供体的高的HOMO 轨道，和受体的低的LUMO 轨道之间能产生一个低能隙值[17-18]，如图5。
图 5单体的供体受体单元轨道相互作用常见的好的供体如EDOT ，它与好的受体如TP ，BDP (图6)形成的共聚物能带值较低，分别为0.965，0.704 [19]。
图 6以噻吩为供体，它与受体TD ，BDD(图7)共聚时能带值仅为0.32[20]，0.5[21]。
图7SOOSNNNNNNED O TTPB D PSSSNNNSNNSNT DB D D5.3 梯形聚合物梯形聚合物具有类似石墨的一维结构，它可以降低或消除聚合物中导致单双键结构的电子的定域性，从而减少主链上单双键交替程度，获得能带值低的聚合物。
目前研究较多的是多并苯体系，它由两条反式聚乙炔链构成，图8为多并苯的共振式[22]。
理论预测其有类似金属的能带结构，从而具有金属或超导特性。
图 8 多并苯的共振式Yamabe 等人[23]计算其能带值约为0.5eV ，Bredas 课题组[24]和Pomerantz 课题组[25]预测其能带为零，而Kao 和Lilly [26]则计算其为0.20eV 。
遗憾的是梯形聚合物合成难度很高，限制了其发展和应用。
然而并不是所有的梯形聚合物都有好的电导性，结构如图9的梯形聚合物，能带值则较大。
因为它的芳香式结构和醌式结构之间的能垒值很大[27]。
图 9五元环梯形结构的聚合物，如梯形聚噻吩，梯形聚吡咯的能带值也很大（图10），分别为2.27，2.53eV 。
因为研究表明随着聚合度的增加，噻吩，吡咯环并没有向醌式结构转变[28]，而是基本保持结构不变。
图 10****n****n***n********nH N**NH**S**S**nn5.4 基于反芳香性结构为单体的聚合物从第一个电导性聚合物聚乙炔发现以来，过去30年，人们对具有芳香性结构的聚合物做了大量研究，一个因素是芳香性结构的聚合物稳定性较好，但同时也因为主链上各环为了保持稳定的芳香式结构而使电子较多的局域在环内，使得主链上环间电子共轭性降低，整个主链电子的离域能力降低，这对聚合物的电导性是非常不利的。
反思，有人提出了以反芳香性结构为单体的聚合物，反芳香性主要指环不满足4n+2规则，它的稳定性相对较差。
E.E.Havinga 研究了几个反芳香性聚合物(图11)发现其能带值都很低，1、5结构聚合物甚至能达到金属性[29]。
图 11NNNNNNNNNNNNNN12345****nn**n****nn参考文献：[1] 戴闻．从导电聚合物到有机超导[J]．中国科学院理化技术研究所，2001，3：189-190．[2] 郭卫红，汪济奎．现代功能材料及其应用[J]．化学工业出版社，2002：21-46．[3]朱道本．分子材料[J]．中国科学基金，1994，3：201-203．[4] 程格，谢明贵，王跃川．非线型聚苯大分子的研究进展[J]．化学进展，1998，10（1）：33-44．[5] Huggins R A. Phil.Trans. R.Soc.London A.,1996,354:1555.[6] Spinks G M.Innis P C.Forum.2000,24:25.[7] 卢绪智．导电聚合物材料多场耦合行为的数值分析[M]．北京工业大学，2005，2-5．[8] 徐维正．国外公司竞相开发电子用导电聚合物[J]．化工新型材料，2001，29：35-36．[9] Gordon G. Wallace,Geoffrey M.Spinks,Leon A.P.Conductive Electroactive Polymers: Intelligent Materials Systems.[10] Kobayashi M.Colaneri N,J.Chem.Phys,1985,82:5717.[11] Kiebooms R,Hoogmartens I,Gelan J.Macromolecules,1992,28:4961.[12] Ikenoue Y. Wudl F.Heeger A.J.Synth.Met,1991，40:1[13] Pomerantz M,Chaloner-Gill B.J.Synth.Met,1993,55C57:960[14] Arbizzani C,Catellani M,J.Synth.Met,1997,84:249.[15] Pomerantz M,Xiaormin G,J.Synth.Met.1997,84:243.[16] Havinga E.E.J.Polym.Bull,1992,29:119.[17] Brocks G,Tol A.J.Phys.Chem,1996,100:1838.[18] Brocks G,Tol A.Synth.Met,1996,76:213.[19] Pai Chia-Ling,Liu Cheng-Liang.J.Polym,2005,47:699.[20] Shen Wei,Li Ming.J.Mol.Simulat,2006,32:457.[21] Karikomi M,Kitamura C.J.Am.Chem.Soc,1995,117:6791.[22] Roncali J.J.Chem.Rev,1997,97:173.[23] Tanaka K,Y amabe T.J.Phys.Chem,1983,44:1069.[24] Bredas J L,Chance R R.J.Chem.Phys,1982,76:3673.[25] Pomerantz M,Cardona R.J.Macromolecules,1989,22:304.[26] Kao J,Lilly A C.J.Am.Chem.Soc,1987,109:4149.[27] Tour J.M.Adv.Mater,1994,6:190.[28] Shen Wei,Li Ming.J.Synth.Metal,[29] Brocks G,Havinga E E.J.Synth.Metal,2001,119:93.。