导电性高分子诞生的故事

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导电高分子材料的研究进展及其应用

导电高分子材料的研究进展及其应用摘要：本文讲述了导电高分子材料的起源、分类以及特点。

综述了导电高分子材料的研究进展及其在各个领域的应用。

关键词导电高分子研究进展应用一、引言1958 年Natta 等人合成了聚乙炔，但是当时并没有引起其他科学家的足够重视。

自从1977年美国科学家黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔米德（A.G.MacDiarmid）和日本科学家白川英树（H.Shirakawa）发现掺杂聚乙炔（Polyacetylene,PA）具有金属导电特性以来[1]，有机高分子不能作为电解质的概念被彻底改变。

现在研究的有聚乙炔(Polyacetylene, PAC)、聚吡咯(Polypyrroles,PPY)、聚噻吩(Polythiophenes, PTH)、聚苯胺(Polyaniline,PAN)、聚对苯(Polyparaphenylene, PPP)、聚并苯(Polyacenes,PAS)等,具有许多特殊的电、光、磁和电化学性能。

也因此诞生了一门新型的交叉学科-导电高分子。

这个新领域的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念,而且它的发现和发展为低维固体电子学,乃至分子电子学的建立和完善作出重要的贡献,进而为分子电子学的建立打下基础,而具有重要的科学意义。

所谓导电高分子是由具有共轭∏键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。

它完全不同于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料。

导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件, 以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。

因此, 导电高分子自发现之日起就成为材料科学的研究热点。

经过近30多年的发展，导电高分子已取得了重要的研究进展。

二、导电高分子材料的分类按照材料结构和制备方法的不同可将导电高分子材料分为两大类:一类是结构型(或本征型) 导电高分子材料,另一类是复合型导电高分子材料。

导电高分子材料pedot的一种合成路线

导电高分子材料PEDOT的一种合成路线导电高分子材料具有导电性能和高分子材料的特性，因此在许多领域有着广泛的应用，如柔性电子器件、聚合物太阳能电池、电子纸等。

PEDOT（聚3,4-乙烯二氧噻吩）是一种常见的导电高分子材料，具有优异的导电性能和稳定性，因此被广泛应用于电子材料领域。

本文将介绍PEDOT的一种合成路线，通过对PEDOT的合成路线进行研究，可以更好地理解其结构和性能，为其在电子材料领域的应用提供更多可能性。

一、导电高分子材料PEDOT概述PEDOT是一种聚合物材料，具有良好的导电性能和化学稳定性，在柔性电子器件、聚合物太阳能电池等领域有着重要应用。

PEDOT的合成方法多种多样，可以通过化学氧化、电化学氧化等途径合成。

其中，化学氧化法是一种简单、高效的合成PEDOT的方法，下面将详细介绍通过化学氧化法合成PEDOT的一种合成路线。

二、PEDOT的化学氧化合成路线1.原料准备在合成PEDOT的过程中，需要准备3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）和氧化剂作为原料。

EDOT是合成PEDOT的单体，可以通过化学合成的方法得到。

而氧化剂可以选择过硫酸铵等常见氧化剂。

2.单体聚合将EDOT和氧化剂按一定的摩尔比加入溶剂中，如甲醇或乙醇中，使用机械搅拌或超声波处理均匀混合，然后在常温下反应一定时间。

在反应过程中，单体EDOT会发生聚合反应，逐渐形成聚合物PEDOT。

3.固化处理将反应得到的PEDOT溶液进行固化处理，通常的方法是通过真空干燥或加热处理，使其形成固态的PEDOT。

固态PEDOT具有较好的导电性能和稳定性，可以应用于各类电子器件中。

三、PEDOT合成路线的优劣势分析1.优势（1）简单高效：化学氧化法合成PEDOT的方法操作简单，且反应时间较短，能够高效得到目标产物。

（2）产率高：采用适当的反应条件和催化剂，可以获得较高的PEDOT产率。

（3）适用范围广：该合成路线适用于不同规模的实验室和生产环境中，能够满足不同需求。

导电高分子材料的历史_现状与发展趋势

。
要介绍掺杂型和复合型导电高分子的历史
、
现状和发展趋势
。
复合型导电高分子材料
选用物理性能适宜的聚合物
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、
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与具有良金属氧化物炭黑等混配复合制成导电塑料导电粘
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是最早引起人们注意的导电高聚物
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不仅大大提高了导电率
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而且加工性能也得到改善
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但其载体的流动性却被限制在

导电塑料是怎样发现的

导电塑料是怎样发现的白川英树是日本筑波大学名誉教授，他和美国科学家希格、麦克迪亚米德三人一起因为发现“导电塑料”而荣获诺贝尔奖。

他们三人原本都是从事高分子研究的化学家，谈起他们的获奖，还有一段“有心栽花花不发，无意插柳柳成荫”的佳话呢。

近代高分子化学产生于十九世纪初，当时，由于纺织业迅速发展，对染料的需求不断增长，但是，自然界天然染料相对缺乏，例如，一种紫色染料只存在于海洋贝类体内，且含量很少，因此，紫色染料十分昂贵，当时被人们称为“高贵紫”。

人们在设法人工合成染料的过程中，用有机化学方法对染料分子进行研究，发现它们大都具有共价键长链结构，这种高分子构造物质之所以会让织物染上不同颜色，奥妙取决于它们对色光所具有的最大吸收波长和吸光系数，进一步研究发现，共价键长链的分子链越长，最大吸收波长越趋向于红色光波段，同时，吸光系数也逐渐增大。

当时，就有人指出：“假如无限制增长高分子结构物质的分子链长度，那么，从理论上说，其原子最外层参与化学键的电子——价电子，就会表现出和金属相似的电子状态，换句话说，这种结构的高分子物质会转化为金属。

”但这仅仅是人们从理论上推测，而在实验室中，人们始终无法找到能表现出金属性质的高分子材料。

１９６７年，已从日本东京工业大学高分子化学专业毕业的白川英树正着手一项研究课题——用乙炔气制取聚乙烯塑料。

恰巧，当时一位在韩国核能研究所工作的化学家池田回日本度假，白川带着求教的心态登门造访，池田一见之下，就掏出了自己多年来研究聚乙烯合成的心得体会，并拿过一张纸片，随手写下了自己在试验中的一些有关数据，白川接过一看，上面列出的是试验中作为催化剂添加的甲苯、钛酸、铝酸的用量和浓度，当下如获至宝，小心翼翼揣进怀里……后来，白川在实验室进行多次乙炔气体合成聚乙烯试验均告失败，无奈之下，他想到了池田写的纸片，白川决定用池田的方法试试看，但试验结果大出意料，生成物居然是一种可以用摄子夹起来的闪着金属光泽的柔软的薄膜，这种薄膜看上去具有高分子结构，但手触碰的感觉又好似有机物。

导电高聚物

2.质子酸掺杂：一般通过化学反应来完成，近年发现也可通过光诱导施放质子的方法来完成。还有掺杂—脱掺杂—再掺杂的反复处理方法，这种掺杂方法可以得到比一般方法更高的电导率和聚合物稳定性
导电高分子的导电机理
• 载流子是由孤立子、极化子、双极化子等自由基离子构成的 • 极化子和孤立子的存在和跃迁使高分子链具有了导电性
世界上第一种导电聚合物：掺杂聚乙炔
20 世纪70 年代,日本筑波大学材料科学学院科学家 Hideki Shirakawa 博士对聚乙炔的合成方法始终进行着不懈的研究。由于一个偶然的机会,Shirakawa 博士发现在加入过量的催化剂及非搅拌情况下,使以前通过正常实验步骤得到的黑色聚乙炔粉末变成了一层具有非常漂亮的金属光泽的银色薄膜。他发现这层银色的薄膜主要是由全反式的聚乙炔组成的。通过进一步的研究,他又得到了呈紫铜色的由顺式的聚乙炔组成的薄膜。而在美国费城,宾夕法尼亚大学化学系教授Alan G. MacDiarmid 和物理系教授Alan J . Heeger 一直在研究无机聚合物氮化硫(SN) x 在固体薄膜状态下的导电性能。Alan G. MacDiarmid 在了解Shirakawa 博士的发现后,对这种具有金属光泽的聚乙炔薄膜产生了强烈的兴趣。他邀请Shirakawa 博士到他的宾夕法尼亚大学实验室工作一段时间。
智能药物释放系统和传感器
导电高聚物的掺杂和去掺杂具有可逆性，使其有望成为智能材料，用于制成微型执行器，如微镊子，细胞分离器等。通过改变掺杂剂的种类和条件，可精确控制导电高聚物的离子通透率、气体通透率或分子尺寸的选择性，而建起应用于选择性分离。在医学上，离子电疗法的原理是用电化学过程驱动药物离子通过皮肤进入体内。据此远离，可研制一种含药物的导电高聚物电池，当需要时，只要讲此电池的两个电极雨皮肤接触，药物就能释放出来并通过皮肤进入血液。

导电聚合物的发现过程

导电聚合物的发现过程导电聚合物是一种能够在失去或获得电子时导电的材料，它具有导电性能与聚合物的特点相结合的优势。

导电聚合物的发现过程经历了多个阶段和关键的里程碑，下面将详细介绍这一过程。

导电聚合物的发现可以追溯到20世纪60年代初，当时研究人员意识到聚合物在导电性方面具有潜力。

最早的导电聚合物是由聚苯乙烯和金属粉末复合制备而成，但其导电性能较差，限制了其应用范围。

随着研究的深入，1963年，日本科学家淺野和大嶋首次报道了一种导电聚合物聚苯乙烯石墨烯复合材料。

他们发现，通过将石墨烯纳入聚苯乙烯中，可以显著提高聚合物的导电性能。

这一发现引起了广泛的关注，并成为导电聚合物研究的重要里程碑之一。

随后的几十年里，研究人员继续探索导电聚合物的制备方法和性能优化。

1980年，美国化学家阿兰·麦克迪阿姆发现了一种导电聚合物聚乙炔。

他通过在聚乙烯中引入少量的杂原子，成功地将其导电性能提高了几个数量级。

这一突破进一步推动了导电聚合物的研究和应用。

随后的几年里，研究人员通过不断改进导电聚合物的制备方法和聚合物结构设计，进一步提高了导电聚合物的导电性能和稳定性。

1991年，法国化学家阿尔贝·柯拉克发现了一种新型导电聚合物聚噻吩。

他利用电化学聚合方法成功地制备出具有良好导电性能的聚噻吩薄膜，这一发现被认为是导电聚合物领域的重要突破。

随着导电聚合物的发现和研究的不断深入，人们逐渐认识到导电聚合物在电子学、能源存储和传感器等领域的广泛应用潜力。

导电聚合物具有重量轻、柔性可塑性强、可溶于溶剂等优势，可以制备成薄膜、纤维、涂层等多种形态，为各种电子器件的制备和应用提供了新的可能性。

总结起来，导电聚合物的发现过程经历了多个重要的里程碑，从最早的聚苯乙烯石墨烯复合材料到聚乙炔和聚噻吩的发现，导电聚合物的导电性能和稳定性得到了极大的提高。

这一系列突破为导电聚合物的应用提供了坚实的基础，并促进了该领域的进一步研究和发展。

导电高分子材料聚苯胺

苯胺简介及结构聚苯胺是一种具有金属光泽的粉末，因分子内具有大的线型共轭π电子体系，其自由电子可随意迁移和传递，而成为最具代表性的有机半导体材料。

与其他导电聚合物相比，聚苯胺具有结构多样化、耐氧化和耐热性好等特点，同时还具有特殊的掺杂机制。

MacDiarmid 重新开发聚苯胺后,在固体13C-NMR及IR研究的基础上提出聚苯胺是一种头尾连接的线性聚合物,由苯环-醌环交替结构所组成,但这种结构和后来出现的大量实验数据相矛盾。

1987年,MacDiarmid进一步提出了后来被广泛接受的苯式-醌式结构单元共存的模型,两种结构单元通过氧化还原反应相互转化。

即本征态聚苯胺由还原单元:和氧化单元:构成,其结构为:其中y值用于表征聚苯胺的氧化还原程度,不同的y值对应于不同的结构、组分和颜色及电导率,完全还原型(y=1)和完全氧化型(y=0)都为绝缘体。

在0<y<1的任一状态都能通过质子酸掺杂,从绝缘体变为导体,仅当y=0.5时,其电导率为最大。

聚苯胺的导电原理物质的导电过程是载流子(电子、离子等带电粒子) 在电场作用下定向移动的过程。

通常认为, 高分子聚合物导电必须具备两个条件:一是要能产生足够数量的载流子, 二是大分子链内和链间要能够形成导电通道。

纯的聚苯胺是绝缘体, 要使它变为导体需要掺杂, 就是掺入少量其他元素或化合物。

0<y<1的聚苯胺, 掺杂后能变为导体, y为0.5的中间氧化态聚苯胺(苯式-醌式交替结构) 掺杂后的导电性最好。

而y为1的完全还原态聚苯胺(全苯式结构) 和y为0的完全氧化态聚苯胺(全醌式结构) 即使掺杂也不能变为导体。

一种掺杂聚苯胺的结构式如图所示, x代表掺杂程度, A-是掺杂剂质子酸中的阴离子, y仍代表还原程度。

向聚苯胺中掺入质子酸是一种有效的掺杂方式, 但是使用普通有机酸及无机弱酸获得的掺杂产物电导率不高, 必须用酸性较强的质子酸(如H2SO4、H3PO4、HBr和HCl) 作掺杂剂才可得到电导率较高的掺杂态聚苯胺, 盐酸是最常用的无机掺杂酸。

高分子科学的发展历程

1948年美国Paul Flory 建立了高分子长链结构的数学理论，1974年荣获诺贝尔化学奖
主要贡献：
利用等活性假设及直接的统计方法，他计算了高分子分子量分布，即最可几分布，并利用动力学实验证实了等活性假设；引入链转移概念，将聚合物统计理论用于非线性分子，产生了凝胶理论； Flory-Huggins格子理论； 1948年作出了最重要的贡献，即提出“排除体积” 理论和θ温度概念；他的著作“Principles of polymer chemistry” （1953）是高分子学科中的Bible。
Heeger、 MacDiarmid(美)、白川英树(日) 2000 化学奖导电高分子研究，聚乙炔掺杂后，电导率从 3.2x10-6Ω-1cm-1增加到38Ω-1cm-1，提高了1000万倍（接近铝、铜）提出孤子概念
Alan J. Heeger
1936
Alan G. MacDiarmid
b. 1927
Hideki Shirakawa
b. 1936
白川英树（Shirakawa）从事聚乙炔聚合机理研究
韩国研修生出现幸运的失误，使白川得到膜状聚乙炔
偶然的机遇，麦克迪尔米德（MacDiarmid）首先注意到白川的聚乙炔膜。
Hale Waihona Puke 三人在美国合作研究。黑格（Heeger）为了说明聚乙炔的导电性，提出孤子的
高分子科学发展历程
由碳纤维和铝合金制成的赛车底盘
1839年美国人 Charles Goodyear 发现天然橡胶与硫磺共热后明显地改变了性能，使它从硬度较低、遇热发粘软化、遇冷发脆断裂的不实用的性质，变为富有弹性、可塑性的材料。
橡胶园

《导电高分子》

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3
导电性聚乙炔的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念，而且为低维固体电子学和分子电子学的建立打下基础，具有重要的科学意义。
上述三位科学家因此分享2000年诺贝尔化学奖。
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4
导电性有机高分子材料的作用？
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5
导电高分子兼具有机高分子材料的性能及半导体和金属的电性能，具有重量轻，易加工成各种复杂的形状，稳定性好及电阻率可在较大范围内调节等特点，可满足了人们对导电材料的需要。
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高分子基料的作用: 将导电颗粒牢固地粘结在一起，使导电高分子具有稳定的导电性，同时它还赋于材料加工性。
导电填料的作用：提供载流子。
导电填料的形态、性质和用量
直接决定材料的导电性。
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常用的导电填料：金粉、银粉、铜粉、镍粉、钯粉、钼粉、铝粉、钴粉、镀银二氧化硅粉、镀银玻璃微珠、炭黑、石墨、碳化钨、碳化镍等。
银粉具有最好的导电性，故应用最广泛。炭黑虽导电率不高，但其价格便宜，来源丰富，因此也广为采用。
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部分导电填料的电导率
材料名称银铜金铝锌镍锡铅汞铋
石墨碳黑
电导率 /(Ω-1·cm-1) 6.17×105 5.92×105 4.17×105 3.82×105 1.69×105 1.38×105 8.77×104 4.88×104 1.04×104 9.43×103 1～103 1～102精选ppt
反应温度 530 600 800 1000 1200
σ /Ω-1·cm-1 2×10-1
10 2×102 5.7×102 1.1×103
精选ppt
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导电聚合物：塑料中的一朵奇葩

导电聚合物：塑料中的一朵奇葩你可曾想象像胶卷一样可以卷曲的电视机屏幕，可曾想象穿在身上的计算机……今天科学家对导电聚合物的研究，将使这些貌似天方夜谭的新生活在不久的将来成为现实。

导电聚合物的发现，已经过去二十多年了。

在这期间，它多次获诺贝尔奖提名，遗憾的是一直未能问鼎。

2000年诺贝尔化学奖终于颁给了导电聚合物的三位发明者：美国物理学家黑格(A.J.Heeger)、美国化学家麦克迪尔米德(A.G.MacDiarmid)和日本化学家白川英树(H.Shirakawa)。

说起导电聚合物的发现,还有一段耐人寻味的故事。

1977年，日本科学家白川英树的一个学生在做合成聚乙炔的实验中出现了一个偶然的失误,他向聚合体系中多加入了1000倍的催化剂,结果却让白川英树非常吃惊：一层美丽的具有金属光泽的银色薄膜出现了！这种闪闪发光的薄膜是反式聚乙炔。

与此同时,在太平洋彼岸，麦克迪尔米德和黑格正在试验用无机聚合物氮化硫制备具有金属光泽的薄膜。

在日本东京的一次学术交流会的咖啡休息时间里，麦克迪尔米德很偶然地遇见了白川英树，当他得知他的同行发现了聚合物闪光薄膜后，便邀请白川英树到宾夕法尼亚大学访问。

之后，他们着手通过碘蒸气氧化掺杂聚乙炔。

黑格让他的一个学生来测量这种薄膜的导电性，结果发现经碘掺杂的反式聚乙炔的电导率提高了上千万倍！1977年，他们把这一发现发表在英国皇家学会的The Journal of Chemical Society:ChemicalCommunications上。

导电聚合物的导电机制瑞典皇家学会在诺贝尔奖的颁奖新闻公报中说,我们已习惯于科学发现对日常思维方式的巨大冲击，今年的诺贝尔化学奖也不例外。

一般认为,塑料是绝缘体,但以上三位科学家（指黑格、麦克迪尔米德和白川英树）却告诉我们：在一定的条件下，塑料可以像金属一样导电。

也许人们要问，导电聚合物这种特殊的塑料为何能够导电呢？塑料是小分子聚合体，如果它要导电，就必须像金属一样，其中的电子可以自由移动,而不是被束缚在原子上。

聚吡咯的制备与导电机理.

聚吡咯的制备与导电机理学校名称：华南农业大学院系名称：材料与能源学院时间：2017年2月27日导电聚合物，又称导电高分子，是指能通过掺杂或者复合等手段，使得电导率可以达到半导体和导体范围内的聚合物。

有吡咯黑之称的聚吡咯( PPy)粉末早在 1916 年就已经合成出来，但当时人们没有认识到这种聚合物的导电性能。

后来 Diaz 等报道了含有 1% 乙腈的溶液中制备电导率更好、热稳定的 PPy。

直到20 世纪 70 年代，白川英树发现掺杂后的聚乙炔具有接近金属的导电性，导电聚合物领域才引起了人们广泛的关注。

PPy 由于其优异的导电性以及简单的合成工艺而得到了更加深入的研究。

但是本征态导电聚合物导电性很差，并且难溶于有机溶剂，难于加工，这些因素制约了其更广泛的应用。

为了进一步改善 PPy 的这些性能，研究人员发现，在合成过程中加入各种添加剂以及与纳米粒子进行了掺杂或复合，不仅有效地提高了 PPy 的电导率，而且还改善了其热稳定性以及机械延展性，PPy 复合材料表现出了优良的光电性能，因而成为国内外研究的热点。

1.导电聚吡咯的制备方法目前制备 PPy 导电材料有化学氧化聚合和电化学聚合，在此基础上又发展了模板法、溶胶－凝胶法和静电纺丝法等新的聚合方法。

下面主要介绍电化学氧化法、化学氧化法和模板法。

1.1 电化学聚合法电化学聚合是在电场作用下电解含有单体的溶液，采用电极电位作为聚合反应的引发和反应驱动力，在电极表面沉淀获得共轭高分子膜。

其中通过控制聚合条件( 含吡咯单体的电解液、支持电解质和溶剂、聚合电位、电流和温度等) 可得到具有各种不同性质的膜。

进行电化学聚合的电极可以是各种惰性金属电极( 如铂、金、不锈钢、镍等) 及导电玻璃、石墨和玻炭电极等。

任丽等人用电化学法制备的对甲苯磺酸掺杂的 PPy 膜作正极，组装锂/聚吡咯( Li/PPy) 二次电池。

付超等人首次在超临界二氧化碳( CO2) 与离子液体两相体系中实现了PPy 薄膜的电化学合成。

功能高分子材料这一门技术科学家小故事化学史

功能高分子材料这一门技术科学家小故事化学史功能高分子材料是一门技术科学，它研究合成具有特定功能的高分子材料，以满足各种工业和科学应用的需求。

这些功能包括但不限于强度、柔韧性、导电性、耐磨性、防水性等。

这门科学的发展离不开一批批杰出的科学家们的努力和创新。

在化学史上，许多科学家的发现和发明为功能高分子材料的发展奠定了基础。

例如，在1920年代，德国化学家赫尔曼·斯托尔合成了世界上第一个合成树脂-酚醛树脂。

这种材料具有优异的耐热性和电绝缘性能，为后来的塑料工业奠定了基础。

随后，美国化学家华莱士·卡罗研究了合成橡胶，并在1931年发现了一种具有优异弹性的材料-聚丁二烯橡胶。

这种材料的发现极大地推动了轮胎工业的发展，使得汽车行业得以繁荣。

在20世纪50年代和60年代，功能高分子材料的研究迎来了一个重要的突破。

美国科学家斯蒂芬·比克曼和安迪·维姆发现了在高分子链上引入侧链可以改变材料的性能，从而产生了一系列具有特殊性能的高分子材料。

这一发现开创了功能高分子材料的新研究领域，为今后的研究提供了新的思路和方法。

近年来，随着科技的不断进步，功能高分子材料的研究进入了一个新的阶段。

新型高分子材料如聚合物纳米复合材料、功能高分子膜等不断涌现，并被应用于电子器件、医疗领域、环境保护等众多领域。

例如，聚合物太阳能电池利用高分子材料的光电转换性能，成为一种可持续发展的能源解决方案。

功能高分子材料的发展离不开科学家们的不懈努力和创新精神。

他们通过不断的实验和理论探索，推动了功能高分子材料的发展，并为各个行业带来了巨大的变革。

未来，功能高分子材料将继续发展，为人类创造更加美好的生活。

导电高聚物

导电高聚物姓名：马军宝学号：20101649班级：高分子2班摘要导电高分子材料具有许多传统导电材料没有的独特性能。

导电高聚物可用作雷达吸波材料、电磁屏蔽材料、抗静电材料等。

本文介绍了导电高分子材料的概念、分类、导电机理及其应用领域。

前言自从1976年美国宾夕法尼亚大学的化学家Mac Diarmid领导的研究小组首次发现掺杂后的聚乙炔（Polyacetylene，简称PA）具有类似金属的导电性以后，人们对共轭聚合物的结构和认识不断深入和提高，新型交叉学科－导电高分子领域诞生了。

在随后的研究中科研工作又逐步发现了聚吡咯、聚对苯撑、聚对苯乙炔、聚噻吩、聚对苯撑乙烯撑、聚苯胺（表1）等导电高分子导电高分子特殊的结构和优异的物理化学性能使它成为材料科学的研究热点，作为不可替代的新兴基础有机功能材料之一，导电高分子材料在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件，以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。

到目前为止，导电高分子在分子设计和材料合成、掺杂方法和掺杂机理、可溶性和加工性、导电机理、光、电、磁等物理性能及相关机理以及技术上的应用探索都已取得重要的研究进展。

本文介绍了导电高分子的结构特征、导电机理及其应用领域。

表1典型的导电高聚物1 导电高分子材料的分类及制备方法按结构和制备方法不同将导电高分子材料分为复合型与结构型两大类[1]。

1.1复合型导电高聚物及其制备方法复合型导电高聚物是以高分子材料为基体，加入一定数量的导电物质（如碳黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等）组合而成。

该类聚合物兼有高分子材料的加工特性和金属的导电性。

与金属相比较，导电性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。

复合型导电高分子所采用的复合方法主要有两种[2,3]：一种是将亲水性聚合物或结构型导电高分子与基体高分子进行共混，另一种则是将各种导电填料填充到基体高分子中。

关于导电高分子材料发展历程的综述及其生活应用的探究

关于导电高分子材料发展历程的综述及其生活应用的探究关于导电高分子材料发展历程的综述及其生活应用的探究导电高分子材料是一类具有导电性能的聚合物材料，它们具备了一般高分子材料的优点，同时又结合了导电材料的特性。

随着科技的不断进步和应用领域的拓宽，导电高分子材料在各个领域都发挥着重要作用。

本文将对导电高分子材料的发展历程进行综述，并探讨其在生活中的应用。

一、导电高分子材料的发展历程1. 早期阶段早期的导电高分子材料是基于导电高分子聚苯胺的研究而开始的。

上世纪六十年代，美国科学家作为首次合成了导电高分子聚苯胺，这一发现极大地推动了导电高分子材料的发展。

其后，人们开始对导电高分子材料的导电机理进行深入研究，这为后续的研究工作奠定了基础。

2. 过渡期经过对导电高分子材料导电机理的研究，人们发现导电高分子材料的导电性是由其分子间或分子内电荷转移所产生的。

七十年代，人们开始研究控制导电高分子材料导电性的方法，并提出了掺杂和修饰等手段。

通过掺杂一些具有较强氧化还原能力的离子或分子，可以增强导电高分子材料的导电性能。

人们还发现通过修饰高分子材料表面，可以有效地提高导电性能。

这些发现使得导电高分子材料的性能得到了极大的提升。

3. 成熟期随着对导电高分子材料的研究不断深入，人们开始开发更多种类的导电高分子材料。

除了聚苯胺之外，聚噻吩、聚吡咯等导电高分子材料也相继问世。

这些材料不仅能够实现导电性能，还具备了其他优异的性能，如可调控的电子性能、优异的光电特性等。

人们还发现将导电高分子材料与其他材料相结合可以进一步拓展其应用领域，如导电高分子复合材料、导电高分子纳米材料等。

目前，导电高分子材料已经在电子器件、能源存储、传感器等领域取得了广泛应用。

二、导电高分子材料在生活中的应用探究1. 电子器件领域导电高分子材料在电子器件领域起到了重要的作用。

其导电性能和可调控性使得它们成为灵活电子器件的重要组成部分。

导电高分子薄膜可以用来制作柔性显示器、柔性电子纸等，这些器件可以弯曲和拉伸而不破裂，为电子产品的设计提供了更大的自由度。

导电塑料的发明

导电塑料的发明1975年，美国费城的艾伦教授到日本访问，当他参观东京技术学院时，在一个实验室的角落里，看见一种奇异的薄膜，又像塑料但又闪着金属的银光。

于是，艾伦教授停下来好奇地询问，陪同的白川教授不以为然地说：“那是一件废品！”白川教授并介绍，这是一个外国留学生做高分子聚合实验时，由于没有听清楚要求而产生出这种莫名其妙的废品。

白川教授把它展示在实验室的角落里已经5年，作为不按照导师要求而发生“事故”的见证。

艾伦教授面对着这一件“废品”，思索片刻后毅然停止了参观，坚持要求面见出“事故”的学生，详细询问了实验的全过程。

当他得知这有机银光薄膜还真有些导电性能时，一个灵感的火火花迸发了出来：能不能发明一种能导电的塑料呢？这是一个有悖常理的大胆的设想。

自从1868年发明第一种塑料以来，各种塑料都是绝缘体，这已成定论，不信请看教科书和《辞海》等，都已明确地记载：“塑料为绝缘体。

”艾伦教授却独具慧眼，当即邀请白川教授和另一位教授到美国支共同研究。

他们用先进的设备进行了大量研究试验，并且利用精密电脑记录分析。

在经过无数次的失败后，当有一次将微量的碘加入到一种聚乙炔时（这是非常困难的），奇迹发生了，银光塑料的导电性能一下子提高了千万倍，真正成为了金属般的导电塑料。

这一成果公布后，在全世界引起了巨大的反响，三位科学家共同获得了诺贝尔化学奖。

评语：一个新发明的“契机”，在实验室的角落里放置了5 年，并且是作为一种不按照导师的要求而发生事故的“见证”，所有见过它的科学家都没有足够的敏感，对这样一个足以导致重大发明的“契机”视而不见。

直到充满“好奇”的艾伦教授凭着他对科学问题的鉴赏力而发现了这样一个“契机”，提出了一个有悖常理的大胆的设想并且深入研究，最终获得了诺贝尔化学奖。

东京技术学院的教授们对这样的“错失良机”一定是追悔莫及的。

就导电高分子的发现谈谈科研创新800字

在材料科学和聚合物化学的激动人心的世界中，导电聚合物的脱土一直是一个绝对的游戏改变器！这些坏男孩，也被称为内在导电聚合物（ICP）或合成金属，就像有机聚合世界的摇滚巨星，因为它们具有不可思议的导电能力。

这一开创性的发现开创了电子、能源储存、传感器和生物医学装置等行业的全新可能性。

这一切都起源于1970年代科学家们最初提出创造有机材料的疯狂想法可以降低一些严重的金属导电性孩子，我们很高兴他们这样做，因为未来看起来明亮和闪亮与这些电荷聚合物在现场！
电导聚合物的发现是一个大问题，因为它彻底改变了我们对塑料的看法。

以前，每个人都认为塑料只是绝缘器，你知道，像那些能保证电线安全的东西。

但后来，一些聪明的科学家想出了如何制造能够实际进行电力的塑料。

这就像，哇，心灵吹了！这开启了一个全新的可能性世界，因为它表明塑料可以比我们想象的多。

就像他们从无聊的绝缘器到能够做各种冷却的电气和光线这一发现改变了技术与创新的游戏。

导电聚合物的开发大大扩大了材料科学领域的可能性，并引发了新的科学探究和探索浪潮。

研究人员正在积极推动导电聚合物的边界，重点是提高其导电性、稳定性和可处理性。

这种不断追求的科技进步，有可能使各种工业，包括灵活的电子产品、可穿戴设备、可持续能源技术和先进的生物医学应用发生革命性的变化。

导电聚合物的发现证
明了科学创造和创新的力量，突出了材料科学、化学和工程的交汇点存在的无限潜力。

美国高分子化学家艾伦G马克迪尔米德

美国高分子化学家—艾伦-G-马克迪尔米德艾伦-G-马克迪尔米德(Alan G MacDiarmid)教授生于新西兰，早年就读于新西兰大学、威士康星大学和英国剑桥大学，1955年开始在美国宾夕法尼亚大学任教，现为该校的Blanchard化学教授。

他作为导电聚合物(普通也称之为“合成金属〞)领域的共同创始人之一，在聚乙炔的化学和电化学掺杂以及目前已成为最前沿的导电聚合物之一的聚苯胺的“再发现〞方面作出了出色的奉献。

1973年，他开始了具有金属导电率(103S／cm)的聚硫氮[(SN)x]的研究。

1976年他在日本期间得悉日本东京工业大学白川英树制出了具有金属光泽的膜状聚乙炔的消息后，立即邀请白川到他们学校与当时正在该校物理系任教的Heeger三人一起进展合作研究，实现了用碘对聚乙炔的化学“掺杂〞，并进展了详细的物理研究。

他们三人之间的卓有成效的合作导致了有机聚合物显示金属导电率的历史性发现。

电绝缘的有机聚合物可以被容易地‘掺杂〞到金属区，这一发现创始了涉及牛导性和金属性有机聚合物的化学、构造和电性能之间关系的化学、物理多学科穿插的全新研究领域。

可以毫不夸张的说，其影响一直延续至今，并得到了更大的扩展。

目前，导电聚合物的研究已经在可亢放电池、电磁干扰的屏蔽、抗静电、防腐蚀、柔软的“塑料〞晶体管和电极、聚合物电致发光显示等等许多方面显现了宏大的技术应用前景。

在过去的20多年中，MacDiarmid广泛涉足于导电聚合物研究的各个方面，特别是导电聚合物的合成、化学、掺杂、电化学、电、磁和光学性质以及聚乙炔与聚苯胺的加工等。

目前他主要集中于对具有最重要技术应用前景的导电聚合物——聚苯胺及其齐聚物和衍生物，特别是对可以奉献于最大程度进步其导电率和力学性能的异构体构造的研究。

他还活泼于苯胺齐聚物在可逆气体传感器中的应用、在发光层中的微量离子性物种对增强有机聚合物发光特性等方面的研究。

到目前为止，他已经发表了约600篇科学论文，获得了20项专利。

对导电高分子的认识

本科生课程论文题目：导电高分子材料学院：专业：班级：学号：姓名：指导老师：日期：对导电高分子的认识传统的高分子材料为绝缘材料,在使用时存在静电积累、电磁波干扰等危害,如用其制造的传送带,在传送煤炭的过程中易发生火灾和爆炸;油船因静电引起火灾;塑料薄膜在生产过程中常因静电发生事故。

随着大规模集成电路的迅速发展,静电及电磁波公害更加突出。

随着电子线路集成化水平的提高,电磁波的影响将会引起误动等危害。

这些问题的出现已严重阻碍了高分子材料的发展,因此,必须研制开发导电高分子材料来解决上述问题。

一，导电高分子的历史1862年Lethebi ——聚苯胺1973年，白川英树、Hegger ，MacDiarmid ——掺杂聚乙炔（电导率达102s/cm ） 1986年，Elsenbaumer R.L.等人得到了可溶性聚噻吩1974年日本筑波大学H.Shirakawa 在合成聚乙炔的实验中，偶然地投入过量1000倍的催化剂，合成出令人兴奋的有铜色的顺式聚乙炔薄膜与银白色光泽的反式聚乙炔。

聚乙炔的掺杂反应： 1975年，G . MacDiarmid 、 J.Heeger 与H.Shirakawa 合作进行研究，他们发现当聚乙炔曝露于碘蒸气中进行掺杂氧化反应(doping)后，其电导率令人吃惊地达到3000S/m 。

后续研究进展： 1980年，英国Durham 大学的W.Feast 得到更大密度的聚乙炔。

1983年，加州理工学院的H.Grubbs 以烷基钛配合物为催化剂将环辛四烯转换了聚乙炔，其导电率达到35000S/m ，但是难以加工且不稳定。

1987年，德国BASF 科学家 N. Theophiou 对聚乙炔合成方法进行了改良，得到的聚乙炔电导率与铜在同一数量级，达到107S/m 。

二，导电高分子材料的种类按照材料的结构与组成,可将导电高分子材料分为两大类。

一类是复合型导电高分子材料,另一类是结构型(或本征型) 导电高分子材料。

导电剂发展的时间表

导电剂发展的时间表导电剂是一种能够使材料具有导电性能的物质，广泛应用于电子、电气、光学等领域。

随着科技的不断发展，导电剂也在不断创新与改进。

下面是导电剂发展的时间表：1. 古代 - 传统导电剂的起源在古代，人们就开始使用一些天然材料作为导电剂。

例如，埃及人使用金属铅作为电池的极板，将其浸泡在酸性液体中，实现了电流的导通。

这种简单的导电剂成为了古代电学研究的基础。

2. 19世纪 - 金属导电剂的发展随着科学技术的进步，19世纪成为了导电剂研究的重要时期。

英国科学家迈克尔·法拉第在1833年发现了含银光敏胶体的导电性，这是人类首次发现有机物能够具备导电性能的重要突破。

随后，人们又陆续发现了其他金属导电剂，如铂、铜、铝等，这些金属导电剂成为了导电材料的重要基础。

3. 20世纪 - 半导体导电剂的兴起随着电子技术的飞速发展，人们开始研究半导体材料的导电性能。

20世纪初，德国科学家阿尔伯特·爱因斯坦提出了光电效应的理论，并在此基础上发展出了光电导电剂。

这种导电剂可以在受到光照时产生电流，成为了研究光电学和光电技术的重要工具。

4. 20世纪中叶 - 高分子导电剂的崛起20世纪中叶，人们开始关注高分子材料的导电性能。

1959年，日本科学家若松义雄首次发现了含有导电聚合物的导电剂。

这种导电剂不仅具有金属导电剂的导电性能，还具备高分子材料的可塑性和可加工性。

导电聚合物的发现引发了人们对导电高分子材料的广泛研究和应用。

5. 21世纪 - 纳米导电剂的突破随着纳米技术的发展，人们开始研究纳米材料的导电性能。

纳米导电剂具有较大的比表面积和高度可调控的物理化学性质，使其在电子器件和能源领域具有广泛应用前景。

例如，碳纳米管和石墨烯等纳米导电剂的发现，推动了柔性电子、纳米传感器等领域的快速发展。

总结：导电剂的发展经历了从古代的天然材料到金属导电剂，再到半导体导电剂和高分子导电剂的阶段，最近又出现了纳米导电剂的突破。