08-光电高分子材料
高分子材料与工程专业考研学校选择
材料物理与化学专业设置如下研究方向：
01、高分子光电材料与器件物理、02金属材料表面物理化学、03生态环境材料、04功能材料制备、结构与性能、05纳米材料与纳米技术、06纳米材料与新型能源材料、07非线性光学与磁光效应材料、08材料热物理、09表面吸附和催化、10外场作用下的传递过程
以上红色是高分子专业最为出色的大学，蓝色为较为出色的大学。当然，这只是本人的见解，仅供参考。复旦大学、浙江大学偏高分子化学与物理，中山大学也是。浙江大学有郑强在，水平提升很快，他是川大的弟子。最出色的应该是川大和华南理工，川大偏成型加工，塑料是他们的一大皇牌，华工的偏合成工程。西工大、武汉理工大学均体现在复合材料上比较牛，特别是武汉理工，真的是让人感到比较意外，但武汉理工在复合材料上的确又是牛，拥有一专业相关的国家重点实验室。
【湖南省】中南林学院
【广东省】华南理工大学、广东工业大学、南华大学、株洲工学院、茂名学院、中山大学【广西壮族自治区】桂林工学院【海南省】华南热带农业大学
【四川省】四川大学、西南石油学院
【陕西省】西北工业大学、西安工程科技学院、陕西理工学院、陕西科技大学
【甘肃省】兰州理工大学
【新疆维吾尔自治区】新疆大学
四川大学有高分子材料工程国家重点实验室，主要是做塑料的加工改性，实力虽有下滑，但仍然很强，毕竟其根基很厚。
东华大学的研究重点在纤维方面，建有纤维素改性国家重点实验室。
中科院长春应化所和中科院北京化学研究所共同建有高分子化学与物理国家重点实验室。长春应化所在一直是在做合成方面比较强。化学所在前两年还有个工程塑料国家重点实验室，不过现在降格为中科院的重点实验室了。所以化学所的合成和加工做的都还不错。
功能高分子化学课件-光电转换材料
2020/1/17
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第三节非线性光学有机高分子材料
H2N
NH2
CH3COHN 2 (CH3CO)2O
NHCOCH3
浓HNO3 浓H2SO4
CH3COHN O2N
NHCOCH3
NO2
NaOH H2O
H2N O2N
NH2 NO2
2020/1/17
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第三节非线性光学有机高分子材料
3. Y－型二维分子
2020/1/17
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第三节非线性光学有机高分子材料
非线性光学材料的应用主要有以下两个方面： 1、进行光波频率的转换，即通过所谓倍频、和频、差频
或混频，以及通过光学参量振荡等方式，拓宽激光波 长的范围，以开辟新的激光光源。 2、进行光信号处理，如进行控制、开关、偏转、放大、 计算、存储等。非线性光学材料的广泛应用以及潜在 的应用前景已经促使了一个新兴的高技术产业——光 电子工业的新发展，它包括光通信、光计算、光信息 处理、光存储及全息术、激光加工、激光医疗、激光 印刷、激光影视、激光仪器、激光受控热核反应与激 光分离同位素、激光制导、测距与定向能武器等方面。
2020/1/17
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第三节非线性光学有机高分子材料
极化聚合物是目前为研究最为广泛
也是最有实用化的可能的方法。极化聚 合物是1982年美国科学家Meredith最先提 出的，其基本原理是：一种含非线性光 学活性生色团的聚合物（或复合材料） 薄膜在其玻璃化转变温度附近，经强直 流电场作用，使其中的生色团极化取向 并稳定，从而显示宏观二阶非线性光学 响应。
2020/1/17
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第三节非线性光学有机高分子材料
根据其张量特性的对称要求，材料要显示
宏观二阶非线性光学效应，无论组成材料的生 色团分子还是宏观材料都必须具有非中心对称 结构。因此，分子的取向排列对材料的宏观非 线性光学效应有很大的影响。而大部分的有机 晶体是中心对称的，即便其生色团分子具有很 大的β，宏观晶体仍不显示二阶非线性光学特 性。因此，二阶非线性光学材料的研究首先必 须解决的是宏观非中心对称的实现。
光电高分子材料
光电高分子材料光电高分子材料是一种具有光电性能的材料，它在光电器件、光通信、光储存等领域具有广泛的应用前景。
光电高分子材料是指通过在高分子材料中引入光电活性基团或者掺杂光电活性物质，使得高分子材料具有光电性能的材料。
它具有优良的光电性能，如光电导率高、光电响应速度快、光电转换效率高等特点，因此受到了广泛的关注和研究。
光电高分子材料的种类繁多，常见的有有机光电材料和无机光电材料两大类。
有机光电材料主要包括聚合物、共轭聚合物、有机小分子等，这些材料具有较好的可溶性、可加工性和柔韧性，适合用于柔性光电器件的制备。
而无机光电材料则包括半导体材料、量子点材料等，这些材料具有较好的稳定性和光电性能，适合用于高性能光电器件的制备。
光电高分子材料在光电器件领域具有广泛的应用。
比如，在光伏领域，光电高分子材料可以用于制备柔性太阳能电池，利用其优良的光电性能实现高效的光电转换。
在光通信领域，光电高分子材料可以用于制备光电调制器件，实现光信号的调制和解调。
在光存储领域，光电高分子材料可以用于制备光存储材料，实现信息的高密度存储和快速读写。
光电高分子材料的研究与发展是一个具有挑战性和前景的课题。
随着光电器件对性能要求的不断提高，对光电高分子材料的性能和稳定性提出了更高的要求。
因此，需要在材料的合成、性能的表征、器件的制备等方面进行深入的研究，不断提高光电高分子材料的性能和稳定性，推动其在光电器件领域的应用。
总的来说，光电高分子材料具有广阔的应用前景，它在光电器件、光通信、光存储等领域具有重要的应用价值。
随着材料科学和光电技术的不断发展，光电高分子材料必将迎来更加广阔的发展空间，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
光电高分子材料
? 导电高分子材料
光电
转化
? 光敏高分子材料
高分 子材
料
? 高分子光传输材料
3
全塑光缆——高分子光传输材料
? 1970年美国康宁公司研制出石英玻璃光导纤维， 同年贝尔又试制成半导体激光器，这两项新技术 的结合，开创了光信息传输的新时代。
? 玻璃光纤具有传输带宽大、损耗低、抗电磁干扰、 节约能源的优点。
? 聚合物太阳能电池一般由共轭聚合物给体和富勒烯 衍生物受体的共混膜夹在ITO透明正极和金属负极 之间所组成，具有结构和制备过程简单、成本低、 重量轻、可制备成柔性的器件等突出优点。近年来 成为国内外研究热点。
? 结构规整的聚(3-己基)噻吩(P3HT)和可溶性C60衍 生物PCBM是最具代表性的给体和受体光伏材料。 基于P3HT/PCBM的光伏器件能量转换效率稳定达到 3.5～4.0%左右，使这一体系成为聚合物太阳能电 池研究的标准体系。但P3HT/PCBM体系也存在电子 能级匹配性不好（P3HT的HOMO能级太高或者说 PCBM的LUMO能级太低）的问题，这导致了器件的 开路电压较低，只有0.6 V左右，这限制了其能量转 换效率的进一步提高。
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设想 ——高分子光电转换材料
?倍受关注的高分子材料为P3HT，PCBM ? P型半导体材料P料相比，P3HT具有更低的 能隙以利于对于太阳光长波段的吸收，同时P3HT 具有好的分子间序和更好的载流子迁移能力，尤 其是空穴传输率可达10-2cm2v-1s-1，通过研究发现 经过后期处理(如退火和电场处理)可以更好地改善 器件性能
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光电响应原理
? 在聚合物太阳能电池中光电响应过程是在光敏层中 产生的. 共轭聚合物吸收光子以后并不直接产生可 自由移动的电子和空穴, 而产生具有正负偶极的激 子(exciton). 只有当这些激子被解离成可自由移动 的载流子, 并被相应的电极收集以后才能产生光伏 效应. 否则, 由于激子所具有的高度可逆性, 它们 可通过发光、弛豫等方式重新回到基态, 不产生光 伏效应的电能. 在没有外加电场的情况下, 如何使 光敏层产生的激子分离成自由载流子便成为聚合物 太阳能电池正常工作的前提条件。
【免费下载】苏州大学硕士研究生招生专业目录
（面试）
①101 思想政治理论
②201 英语一或 203 日语
③612 绘画基础（素描命题画）
④823 艺术史
复试：1、中国画创作-或油画创作-或
版画创作-或中外美术史方向（考理论
写作）（笔试）
2、综合（面试）
①101 思想政治理论）
④823 艺术史
不招同等学力考 生。
不招同等学力考 生。
不招同等学力考
生。
不招同等学力考 生。
同等学力加试科 目：①电动力学 ②数理方法
同等学力加试科 目：①电动力学 ②数理方法
015 材料与化学化工学部 （0512-65880090) 040102 课程与教学论
01 化学教学 02 化学实验研究 03 大学化学
①101 思想政治理论 ②201 英语一 ③302 数学二 ④832 普通物理 复试：1、量子力学或电子技术基础 （笔试）2、综合（面试）
①101 思想政治理论 ②201 英语一 ③301 数学一 ④832 普通物理 复试：1、电路与信号（笔试） 2、综合（面试）
①101 思想政治理论
②201 英语一
或 622 快题设计与表现（02 方向）
④823 艺术史（01 方向）或 846 设计
理论（02 方向）
复试：1、专业设计（01 方向）或设计
原理与表达（笔试 3 小时，快题 3 小时，
共 6 小时；02 方向）
1
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
高分子光电材料
高分子光电材料随着科技的不断发展，光电材料在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
其中，高分子光电材料作为一种新兴的材料，具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。
本文将从高分子光电材料的定义、特点、应用和发展趋势等方面，对其进行详细的介绍和分析。
高分子光电材料是指由高分子化合物构成的具有光电功能的材料。
与传统的无机光电材料相比，高分子光电材料具有许多独特的优势。
首先，高分子材料具有较低的制备成本和较高的可塑性，可以通过调控分子结构和掺杂等方式来改变其光电性能。
其次，高分子材料具有较好的光学透明性和电学特性，可以用于制备光电器件，如太阳能电池、光纤通信器件等。
此外，高分子材料还具有良好的化学稳定性和机械强度，能够满足不同领域对材料性能的要求。
高分子光电材料具有广泛的应用领域。
首先，在能源领域，高分子太阳能电池是目前研究的热点之一。
通过将高分子材料与半导体材料结合，可以有效地转化太阳能为电能，具有可再生能源的特点。
其次，在光通信领域，高分子光波导材料被广泛应用于光纤通信器件的制备中。
高分子光波导材料具有较低的传输损耗和较高的折射率，可以实现光信号的高效传输。
此外，高分子光电材料还可以应用于显示器件、光传感器、光催化等领域，为现代科技的发展提供了强有力的支持。
高分子光电材料的发展趋势主要表现在以下几个方面。
首先，高分子材料的合成方法不断创新，如原子转移自由基聚合、可控自由基聚合等新型合成方法的应用，使得高分子光电材料的性能得到了进一步提升。
其次，高分子材料的功能化改性成为研究的重点。
通过在高分子材料中引入不同的官能团或掺杂杂原子，可以调控材料的光学、电学和热学性能，实现多功能化应用。
此外，高分子材料的组装和结构调控也成为研究的热点。
通过调控高分子材料的组装方式和结构形貌，可以实现材料性能的精确调控，提高光电器件的性能和稳定性。
高分子光电材料作为一种新兴的材料，在能源、通信、显示等领域具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和人们对新材料的需求，高分子光电材料的研究和应用将会得到进一步的推广和发展。
高分子材料在光电子学领域的应用
高分子材料在光电子学领域的应用随着科技的飞速发展，高分子材料在光电子学领域的应用也越来越广泛。
光电子学作为一门交叉学科，涉及光学、电学、材料学等多个领域，高分子材料在其中发挥了重要作用。
一、高分子材料的特性在光电子学中的应用高分子材料具有重要的特性，如高弹性、高透光性、高耐磨性、高机械强度等。
这些特性使得高分子材料在光电子学中的应用十分广泛。
例如，在光学仪器制造中，高透光的聚合物材料可以被用于制造镜片、透镜等元件。
而高弹性材料则可以被用来制造弹性体，以便在光学仪器运动时对其进行减震和稳定。
此外，高分子材料还可以被用来制造光纤、光纤放大器等光通信器件。
二、高分子材料在光电子学中的应用案例1. OLED显示器OLED显示器是当前市面上广泛应用的高端显示器之一，其性能优异，显示效果出色。
而其复杂制造工艺中，高分子材料扮演了重要角色。
例如，在OLED显示器的制造过程中，高分子有机材料被用来制造有机发光二极管的发光层，这种发光层不仅具有高发光效率，而且还具有高稳定性和长使用寿命。
2. 柔性显示器柔性显示器是近年来备受瞩目的新型显示器，其采用了柔性基底材料，使其能够在弯曲和扭曲状态下继续实现正常的显示效果。
而柔性基底材料中，高分子材料同样可以发挥价值。
例如，在柔性显示器的制造过程中，高分子薄膜可以被用作制造基底材料，这些材料具有轻质、柔性等特性，能够有效提升柔性显示器的可靠性和稳定性。
3. 光电压敏器件光电压敏器件是一类能够将光电能量转化成电信号的器件。
而在这些器件中，高分子材料通常被用来作为感光材料、电极材料等。
例如，在光电压敏传感器的制造过程中，高分子感光材料可以被用来制造传感器的光电转换元件，这些元件具有高感度、高速度等特性，能够实现对不同光强和光波长的快速响应。
三、高分子材料在光电子学领域的未来发展随着科技的不断进步，高分子材料在光电子学领域的应用将会更加广泛和深入。
例如，随着柔性光电子的兴起，高分子材料在柔性电子器件中的应用将会更加多样化和创新化。
光功能高分子材料ppt课件
5.2 光敏涂料
优点： 固化速度快 不需加热，耗能少 污染少 便于流水线作业 缺点： 不适合形状复杂物体的涂层 价格高
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
光 表面涂料：装饰和保护层 敏 涂 料 光致抗蚀剂：制造印刷电路板 光敏涂料体系的组成：
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主 要 内 容
概述 光敏涂料 光致抗蚀剂 光致变色高分子材料 光导电高分子材料
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
光化学反应过程： 1. 激发过程：分子吸收光能，电子从基 态向高能级跃迁，成为激发态。 2. 化学反应：激发态分子向其它分子转 移能量或产生各种活性中间体而发生化 学反应。
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by l i ght
光引发剂（PI）
（PI）*（激发态生成）﹠
2002007年高分子科学重要进展——光电功能高分子
2006-2007年高分子科学重要进展（2）——光电功能高分子导电高分子合成若能减少所形成聚合物结构缺陷，将导致光电性能的显著优化。
一般导电高分子随温度降低导电性下降，通过一种“油滴式合成法”制备了导电性能优异的聚苯胺，聚合介质为非均相有机/水双溶剂，无需任何外加稳定剂，实现分散聚合自稳定化，获得的聚苯胺在导电、红外反射等方面与金属类似，特别显著的特点是导电性不随温度降低而降低，在零下268度仍具有很好的导电性。
基于共轭高分子的传感器的研究在近期又有重要进展。
如利用荧光淬灭作用，以取代聚苯撑乙烯类聚合的发光器件进行多硝基取代苯类炸药检测方面的进展。
在外场下变化时具有可逆形变与形状记忆功能的高分子又有一系列新进展，如利用长波长光照聚合和短波长光照部分交联键裂解光响应形状记忆聚合物。
王晓工等利用含偶氮聚合物在偏振激光辐照下的可逆形变使聚合物微球逐步变成椭球、乃至棒状。
在聚合物异质结太阳电池研究领域，光电转换效率又有明显提高，已接近或超过5%。
主要是通过由立体规整P3HT与PCBM活性层等组成的器件进行热处理而达到的。
热处理改善了聚合物纳米尺度的形貌、提高结晶度、提高载流子传输性能及其改进载流子与电极接触，从而提高了器件效率。
以下重点介绍我国学者在发光高分子领域的重要进展，包括共聚提高聚合物电子迁移速率、树枝状共轭高分子改善可加工性、单一高分子获得白光、红外区域光电转换聚合物等方面的突出进展。
在紫外区的发光聚合物研究是具有挑战性的课题，曹镛等的工作表明，9,9’-二烷基取代-3,6-聚硅芴是第一个在紫外区的发光的共轭聚合物，其能带宽为4 eV，发光波长在355 nm。
超支化π-共轭树枝状高分子因其尺度为纳米级，具有很好的溶解性，近年来倍受重视，另外，线形π-共轭高分子易发生聚集而导致发光颜色从蓝变成蓝绿、因荧光淬灭使发光效率降低。
而超支化聚合物结构可大大降低分子间相互作用和聚集，加上这种球形分子的无定形聚集结构，可改善膜的发光稳定性和效率。
《光电高分子材料》PPT课件
高分子光电材料的研究现状
光电导效应：是在光照的条件下材料
电导率发生改变的现象，它包括以下几
个物理过程：吸收光→载流子产生→ 载流子驰豫→载流子迁移或复合。它
是光电子学中一个非常重要的性能，是 光伏器件、空间光调制器、硬拷贝设备 和光电子计算机的应用基础。
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(1) 高分子电致发光材料
1936年，居里夫人实验室的G. Destnau 将有机荧光化合物分散在聚合物中制成薄膜， 发现了有机电致发光现象。20世纪50年代人 们开始了用有机材料制作电致发光器件的探 索，但由于单晶成长和大面积化比较困难， 且驱动电压高，因此有机电致发光材料并未 真正引起人们的重视。
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导电高分子不仅在一定程度上具有高分 子的柔韧性和可加工性，而且具有半导体或 金属的导电性。由于可实现柔性、大面积薄 膜的制作，因而大幅降低了成本。
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尽管聚合物太阳能电池的光电转换效率
还较低（仅为1%～2%），目前还不能和无 机半导体光电池相抗衡，但Goetzberger等 多位科学家经过深入的研究推断，有机/聚 合物太阳能电池的光电转换效率是有望突破 10%的，如果能达到预期的转换效率，采用 该类聚合物制作的高性能光电转换器件必将 在太阳能电池领域获得广泛的应用。
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光电转换的研究大致分为三个阶段
(1)对各种半导体电极/电解液体系的光电 化学转换进行系统研究，以便获得廉价的 光电化学转换太阳能的途径。
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(2)有机光敏染料体系的光电能量转换迅 速兴起并得到很大的发展。
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(3) 具有纳米结构的半导体和有机/纳米半 导体复合材料成为光电化学能量转换研 究的主要对象。
光电高分子材料
光学功能材料，如感光性高分子、导光性高分子、光敏性高分子等
电学功能材料，如导电性高分子、超导性高分子、感电性高分子等
能量转换功能材料，如压电性高分子、热电性高分子等
物理化学功能材料：
光电高分子材料
导电高分子材料 光敏高分子材料 高分子光传输材料
光电转化高分子材料
信息科学中的高分子材料
离子分离
电子给体/ 受体方式是实现有机光伏电池中激子分离的有效途径. 因此, 光敏层至少要使用两种功能材料( 或组分), 即电子给体(donor 或D)与电子受体(acceptor 或A)组成. 目前D 相材料主要使用共轭聚合物, 如PPV, 聚噻吩和聚芴的衍生物, 但它们的能带间隙较高. 最近发展了低能带间隙的电子给体材料如噻吩、芴、吡嗪等的共聚物; 而常用的A 相材料主要是有机受体C60及其衍生物, 纳米ZnO, CdSe 等无机受体材料以及含有氰基等吸电子基团的共轭聚合物受体材料. 为了使激子过程得以顺利进行, 要求所选用电子给体的最低空轨道(LUMO) 能级比电子受体的LUMO能级稍高, 这样在能量的驱动之下, 电子由D 相的LUMO 转移到A 相的LUMO上. 一般情况下, D 相的LUMO能级比A 相的LUMO能级高0.3~0.4 eV 时就能使激子有效地分离成自由载流子。
02
研究背景
传统太阳能电池： 晶体硅太阳能电池 非晶硅太阳能电池 化合物半导体聚合物太阳能电池
1
2
太阳能电池分类
光电转换材料是一种能将光通过一定的物理或化学方法变成电能的功能材料，是材料科学研究领域的一个热点。
光电转换材料最重要的用途是制作太阳能电池。
02
01
为了使共轭高分子导电，必须要做参杂。这和半导体经过参杂后提高导电率类似。
光电导高分子材料
In the light, a semiconductor may conduct
– Will conduct if photon energy can bridge gap – Blue photons have more energy than red photons
– If conducting, electric field makes charges move
激子类型
理论
典型导体、绝缘体和半导体的电导率：
导体
The Fermi level has empty levels just above it Like patrons in a partly full theatre, electrons can move in response to electric fields
酞菁的吸收光谱
S带： 300~400nm Q带： 600~800nm
TiOPc
Absorbance (a.u.)
400
500
600
700
800
900
wavelength (nm)
酞菁的多晶型（polymorphism）
以CuPc为例， 就有α、β、γ、 δ和ε物五种 晶型
不同晶型的酞菁可以通过不同的方法得到，而且可 以相互转化
本课程的重点： 光电/电光转换 功能的高分子材料
光
电
有机光导鼓、太阳能电池和发光二极管
光电/电光转换材料都是有机半导体材料， 有机半导体材料的特点：
σ=nqμ
性能 结构 迁移率μ 无机半导体 有机半导体
分子之间是弱的范德瓦尔斯力， 分子之间是强的共价键， 非晶和多晶，短程有序，陷阱 单晶，长程有序，陷阱少 多 高，~103 Wannier exciton binding energy ~10 meV radius ~100 Å 能带模型，能很好地解释 实验现象 低，10-6 ~10-2 Frenkel exciton binding energy ~0.3 eV radius ~10 Å 跳跃传输模型，理论远远落后 于实践
光电高分子论文
光电高分子论文光电高分子论文光电高分子材料课程论文论文题目：塑料用UV 固化涂料的发展及应用塑料用UV 固化涂料的发展及应用摘要：本文综述了国内外塑料用 UV 固化涂料的发展及研究现状，讨论了 UV 固化涂料在几种常用塑料上的应用，并对塑料用 UV 涂料的发展前景进行了展望。
关键词： UV 固化涂料；塑料；发展；应用随着塑料产品的普遍应用，作为“塑料二次加工”的涂料工业的发展已引起人们的广泛关注。
紫外光（UV ）固化涂料因其无 VOC 排放，且具有能量利用率高、成膜速度快、漆膜质量好，适用于热敏感材料等传统涂料无法比拟的优点，在塑料产品涂装方面具有广阔的市场前景。
1 国内外发展概况1968 年，德国拜耳公司首先开发出了应用于木板涂装的不饱和聚酯UV 固化涂料，光固化技术开始进入涂料工业，其优异的性能立刻得到了人们的关注。
光固化涂料 80% 是指UV 固化涂料， UV固化涂料由预聚物（齐聚物或光敏树脂）、单体（稀释剂）、光引发剂和助剂组成。
从20世纪70年代至今， UV固化技术得到了突飞猛进的发展，北美、欧洲和日本等发达国家和地区，发展尤为迅猛。
应用范围从原来的地板涂料、木器涂料扩展到现在的油墨涂料、塑料涂料、以及更先进的光纤 / 光缆涂料等。
其中以塑料用 UV固化涂料发展尤为迅速，市场前景极为广阔。
1.1 国外塑料用 UV 固化涂料的研发国际上比较早的关于塑料用UV 固化涂料的发明专利是1981年由日本的 Ikeda Junji 等人提出的，该涂料由一种含有丙烯酸基或甲基丙烯酸基的桥环不饱和物和一种光引发剂组成，用于保持建筑塑料的抗磨损、耐候性等。
进入20世纪90年代，随着塑料行业的崛起，塑料用UV 固化涂料迅速发展起来，而且各方面性能都得到进一步改善。
1990 年，美国的 Stein Judith 等人发明的 UV 固化环氧涂料中含有稠合的环氧有机甲硅烷氧基和卤代芳基烷基甲硅烷氧基化合物，能有效地控制其在塑料底材上气味的释放。
《光学高分子材料》课件
电致变色与电记忆效应
描述材料在特定条件下积累和释放静电的能力。
静电性能
热膨胀与热容
热稳定性与热分解温度
玻璃化转变温度与熔点
阻燃性能
光学高分子材料的发展趋势与挑战
高性能聚合物
随着科技的不断进步，光学高分子材料领域涌现出许多高性能聚合物，如聚酰亚胺、聚醚醚酮等，具有优异的光学性能、热稳定性和机械性能。
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光致变色与光稳定性能
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硬度反映材料抵抗被划痕或刻入的能力，弹性模量则表示材料抵抗变形的能力。
硬度与弹性模量
韧性及抗冲击性
耐磨性与粘附性
疲劳性能
韧性描述材料在受力时吸收能量的能力，抗冲击性则表示材料抵抗冲击和振动的能力。
耐磨性描述材料抵抗磨损的能力，粘附性则表示材料与另一材料之间的粘合力。
聚合反应的条件和催化剂的选择对光学高分子材料的性能和纯度有重要影响。
质量控制包括对光学高分子材料的化学结构、纯度、光学性能、机械性能等方面的检测和控制。
质量控制的方法和标准应根据光学高分子材料的应用领域和客户需求来确定，以确保材料的质量和可靠性。
质量控制是确保光学高分子材料质量和性能稳定的关键环节。
要点二
详细描述
光学高分子材料是一种重要的高分子材料，具有优异的光学性能，如高透明度、低散射、高折射率等。这些特性使得光学高分子材料成为制造各种光学器件和光电材料的首选材料。根据不同的分类标准，光学高分子材料可以分为不同的种类，如按照来源可以分为天然高分子材料和合成高分子材料，按照应用领域可以分为塑料、树脂、橡胶等。
光学器件
光学高分子材料在生物医疗领域的应用逐渐增多，如光敏药物载体、荧光探针、生物成像等，具有无毒、生物相容性好等优点。
光电高分子材料
光电高分子材料
光电高分子材料是一类具有优异光电性能的材料，广泛应用于光电器件、光电
通信、光电显示等领域。
这类材料具有光电转换效率高、稳定性好、制备工艺简单等特点，因此备受关注和重视。
首先，光电高分子材料具有优异的光电转换效率。
这类材料在光照条件下能够
将光能转化为电能，其光电转换效率高，能够满足各种光电器件对能量转换效率的要求。
同时，光电高分子材料的光电性能稳定，能够长时间保持高效的光电转换性能，具有较长的使用寿命。
其次，光电高分子材料具有良好的稳定性。
在不同环境条件下，这类材料能够
保持稳定的光电性能，不受光照强度、温度变化等因素的影响。
因此，光电高分子材料在各种复杂的工作环境中都能够表现出良好的稳定性，具有较强的抗干扰能力。
另外，光电高分子材料的制备工艺相对简单，能够通过常规的化学合成方法或
聚合反应得到。
与传统的无机光电材料相比，光电高分子材料的制备工艺更加灵活多样，能够根据实际需要进行调控，为光电器件的设计和制备提供了更多的可能性。
总的来说，光电高分子材料具有光电转换效率高、稳定性好、制备工艺简单等
优点，因此在光电器件、光电通信、光电显示等领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，相信光电高分子材料将会在未来发展中发挥越来越重要的作用，为人类社会的进步和发展作出更大的贡献。
光电转换高分子材料
光电转换高分子材料能源问题是人类面临的最现实问题。
它不仅仅表现在常规能源的不足，更重要的是化石能源的开发利用带来的诸多环境问题。
目前全球热点问题是如何迎接在能源短缺和环境保护双重制约条件下实现经济和社会可持续发展的重大挑战。
太阳能是可再生能源，是真正意义上的环保洁净能源，其开发利用必将得到长足的发展，并终将成为世界能源结构中的主导能源。
太阳能的开发利用必将得到长足的发展，并终将成为世界能源结构中的主导能源。
从此种社会现状出发，研究光电转换高分子材料势必成为人们解决能源问题的一条可行性方向。
简而言之，光电转换材料是一种能将光通过一定的物理或化学方法变成电能的功能材料光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。
物质在光激发下产生电子、空穴载流子后，在外加电场作用下，电子移向正极，空穴移向负极，因而在电路中有电流流过，这种现象称为光电导。
许多高分子材料在暗处，是绝缘体或半导体，但在光照下变成良导体，这就是我们所说的光电导高分子材料。
物质光照射激发后，由于激发能的转移产生离子对(离子自由基)被认为是产生载流子的先决条件。
严格地说真正能称光导材料的物质发生载流子的量子效率高，寿命长，载流子迁移率大当电子从外界获得能量时将会跳到较高的能阶，获得的能量越多跳的能阶也越高，电子处在较高的能阶时并不稳定，很快就会把获得的能量释放回到原来的能阶。
如果电子获得的能量够高就摆脱原子核的束缚成为自由电子，电子空出来的位置则称为空穴。
如果只是单纯的产生自由电子与空穴，将会因为摩擦及碰撞等因素失去能量，最后自由电子会与空穴复合而无法利用。
为更有效的利用由电子与空穴来产生电流，因此必须加入电场使自由电子与空穴分离进而产生电流。
共轭聚合物吸收光子以后并不直接产生可自由移动的电子和空穴, 而产生具有正负偶极的激子(exciton). 只有当这些激子被解离成可自由移动的载流子, 并被相应的电极收集以后才能产生光伏效应. 否则, 由于激子所具有的高度可逆性, 它们可通过发光、弛豫等方式重新回到基态, 不产生光伏效应的电能. 在没有外加电场的情况下, 如何使激子分离成自由载流子便成为聚合物太阳能电池正常工作的前提条件。
有机光电高分子材料研究热点和前沿分析
有机光电高分子材料研究热点和前沿分析1. 本文概述有机光电高分子材料作为一类具有广泛应用前景的材料，近年来受到了科研工作者的广泛关注。
本文旨在综合分析当前有机光电高分子材料的研究热点和前沿进展，探讨其在能源转换、显示技术、传感器件以及生物医学等领域的应用潜力。
本文将介绍有机光电高分子材料的基本概念和特性，包括其独特的光电转换机制、结构多样性以及可调节的物理化学性质。
接着，将重点讨论几大研究热点，如新型高分子材料的设计与合成、纳米结构的构建、界面工程以及器件集成等方面的最新进展。
本文还将关注有机光电高分子材料在实际应用中面临的挑战和问题，例如稳定性、效率、成本等因素，并提出可能的解决方案和未来发展方向。
通过全面而深入的分析，本文期望为相关领域的研究者和工程师提供有价值的信息和启示，推动有机光电高分子材料科学与技术的进一步发展。
这个概述段落是基于假设的文章主题和结构编写的，实际的文章可能会有不同的内容和侧重点。
2. 有机光电高分子材料的基本概念有机光电高分子材料是一类特殊的高分子化合物，它们不仅具备高分子的基本特性，如良好的可加工性、机械强度、稳定性等，还具备独特的光电性能。
这类材料在受到光照射时，能够产生电流或者电压，或者能够改变其光学性质，如吸收、反射、透射等，从而被广泛应用于光电器件、太阳能电池、发光二极管、光传感器等领域。
有机光电高分子材料主要由有机小分子或者高分子链构成，其中包含共轭双键或者芳香环等结构，使得材料在光的作用下能够发生电子跃迁，从而产生光电效应。
这些材料的光电性能还可以通过化学修饰、物理掺杂等手段进行调控，以满足不同应用的需求。
近年来，随着人们对可再生能源和环保技术的需求日益增长，有机光电高分子材料的研究和应用也受到了广泛的关注。
通过深入研究这类材料的基本概念和性能特点，可以为新型光电器件的研发提供理论支持和实验指导，进一步推动有机光电技术的发展和应用。
3. 有机光电高分子材料的合成方法有机光电高分子材料的合成是材料科学和化学工程领域的一个重要研究方向。
光电功能高分子材料
光电功能高分子材料
光电功能高分子材料是一类重要的材料，在通讯、能源、医疗、环保等领域有广泛的应用。
以下是一些常见的光电功能高分子材料：
1. 有机光电功能高分子材料：如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等，具有良好的透明性和加工性能，被广泛应用于光电显示、太阳能电池等领域。
2. 无机光电功能高分子材料：如硫化镉、氧化锌等，具有优异的光电性能和稳定性，被广泛应用于光电转换、光探测等领域。
3. 液晶高分子材料：如胆固醇液晶、硬脂酸液晶等，在电场、磁场等作用下能够表现出明显的光电效应，被广泛应用于光电显示、光存储等领域。
4. 高分子染料：如罗丹明B、荧光素等，具有良好的荧光性能和稳定性，被广泛应用于荧光探针、生物成像等领域。
总之，光电功能高分子材料是一类具有广泛应用前景的材料，其研究和开发对于推动相关领域的技术进步和产业发展具有重要意义。
光电高分子材料
高分子1402 张雪姣
光化学是指在光作用下发生的化学变化。光化学反 应的重要特点在于它的选择性，反应物分子只有 吸收特定的波长的光才能发生反应。
与光化学关系较为密切的是紫外光，因为阳光中紫 外线的含量较少。
在聚合物太阳能电池中光电响应过程是在光敏层 中产生的. 共轭聚合物吸收光子以后并不直接产 生可自由移动的电子和空穴, 而产生具有正负偶 极的激子(exciton). 只有当这些激子被解离成可 自由移动的载流子, 并被相应的电极收集以后才 能产生光伏效应.
到目前为止，研究的光导电性高分子有下面几类： (1)链中含有共轭键的聚合物：如聚乙炔、聚席夫 碱、聚多烯、聚硅烷等； (2)侧链或主链中含有稠合芳烃基的聚合物； (3)侧链或主链具有杂环的聚合物，如聚乙烯咔唑 及其衍生物； (4)一些生物高分子及其类似物：其中，聚乙烯咔 唑及衍生物是当今研究较多，应用开发较好的一 类光电材料。
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4. 交通和宇航技术的要求
• 既高速又节约能源是交通运输和宇航事业迫切需要解决的课题。 既高速又节约能源是交通运输和宇航事业迫切需要解决的课题。 采用功能高分子材料，在一定程度上解决了该难题。 采用功能高分子材料，在一定程度上解决了该难题。就目前的成 就来看，波音 ， 飞机采用 飞机采用Kavlar增强材料（一种由高分子 增强材料（ 就来看，波音757，767飞机采用 增强材料 液晶纺丝而成的高强纤维增强的材料），可省油50％。 液晶纺丝而成的高强纤维增强的材料），可省油 ％。汽车工业 ），可省油 ％。汽车工业 采用高分子材料而实现轻型化，从而达到省油和高速的目的。 采用高分子材料而实现轻型化，从而达到省油和高速的目的。
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塑料晶体管和塑料芯片
• 英国剑桥大学的科学家利用喷 墨打印技术和设备，制造出一 种塑料半导体新材料。 • Xerox 公司刚刚公布的新型有 机聚合物塑料有望用于制造塑 料晶体管等新型电子器件。 • 与硅晶体管相比，塑料晶体 管的好处在于成本低廉，生 产便捷，不需要专门化的昂 贵制造设备和高度洁净的真 空环境。
• 美国 Lucent 公司和 E Ink 公司共同开发出了“电子 公司共同开发出了“ 纸”，它可以应用于电子书籍和电子报纸等。
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电子纸
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电致发光高分子材料
• 经过十几年的研究，有机化合物电致发光的研究已经取得了令人 瞩目的成就，有机化合物发光材料构成的电致发光器件有着众多 的优势： • 可实现红绿蓝多色显示； • 亮度高，无须背照明； • 驱动电压低，节省能源； • 器件薄，可实现小型化； • 响应时间快，显示精度高，均远超过液晶显示器； • 寿命可达10000小时以上。 • 有机发光材料的发光稳定性较差，而聚合物发光二极管不仅具有 小分子有机电致发光材料的特点，而且有稳定、可弯曲、大面积、 低成本的优点，已成为全世界发光材料研究的热点。
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功能高分子发展的背景
3. 新能源的要求
• 太阳能和氢将成为今后的主要能源。光电转换材料就成为太阳能 太阳能和氢将成为今后的主要能源。 利用的关键。硅材料已进入了实用阶段。然而， 利用的关键。硅材料已进入了实用阶段。然而，按现在的能量转 换效率，对单晶硅的需要量实在太大。以日本为例， 换效率，对单晶硅的需要量实在太大。以日本为例，若利用太阳 能达到当前日本电力的1％，就需100 µ的单晶硅至少 万吨。这 的单晶硅至少2.7万吨 能达到当前日本电力的 ％，就需 ％，就需 的单晶硅至少 万吨。 相当于日本目前单晶硅总产量的90倍 为此， 相当于日本目前单晶硅总产量的 倍。为此，人们把注意力转向 可高效转换太阳能的功能高分子材料。 可高效转换太阳能的功能高分子材料。如换能型高分子分离膜的 利用。 利用。
特种高分子和功能高分子是目前高分子 学科中发展最快、研究最活跃的新领域。 学科中发展最快、研究最活跃的新领域。
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功能高分子材料的分类
• • 力学功能材料 • 强化功能材料，弹性功能材料 化学功能材料 • 分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等 • 反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂等 • 生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等 物理化学功能材料 • 耐高温高分子，高分子液晶等 • 电学功能材料，如导电性高分子、超导性高分子、感电性高分子等 • 光学功能材料，如感光性高分子、导光性高分子、光敏性高分子等 • 能量转换功能材料，如压电性高分子、热电性高分子等 生物化学功能材料 • 人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等 • 高分子药用材料，如药物活性高分子、缓释性高分子药物 • 生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
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塑料内存
• 塑料内存采用了3D存储技术，数据被存储在成千上万 塑料内存采用了3D存储技术，数据被存储在成千上万 的高分子层内，储存密度比硅材料高得多。 • 新产品将向当前市场上的以硅材料为主的半导体Flash 新产品将向当前市场上的以硅材料为主的半导体Flash 闪存和内存发起挑战
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பைடு நூலகம்子纸
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信息科学中的高分子材料
• 导电高分子材料 • 光敏高分子材料 • 高分子光传输材料
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硅的终结者： 硅的终结者：导电高分子材料
• 什么是导电高分子？ • 要使高分子材料导电就必须能模拟金属的行为， 亦即电子必须能不受原子的束缚而能自由移动， 要达到此目的的第一个条件就是这个聚合物应该 具有交错的单键与双键，亦称为“共轭” 具有交错的单键与双键，亦称为“共轭”双键。 • 为了使共轭高分子导电，必须要做参杂。这和半 导体经过参杂后提高导电率类似。
高分子科学与社会发展
功能高分子材料 信息科学中的高分子材料
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功能高分子简介
• 功能高分子（Functional Polymers）中的“Functional 功能高分子（Functional Polymers）中的“ (功能)”与“Performance (性能)”的词义在英文中有 功能) (性能) 很大区别。 • 一般说来，性能是指材料对外部作用的抵抗特性。功 能则是指从外部向材料输入信号时，材料内部发生质 和量的变化而产生输出的特性。 • 功能高分子是高分子学科中发展最快、研究最活跃的 新领域。
3
功能高分子与高性能高分子
功能高分子
是指当有外部刺激时， 是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出 相应的高分子材料。 相应的高分子材料。
高性能高分子
对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。 对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料 从实用的角度看，对功能材料来说， 从实用的角度看，对功能材料来说，人们着眼于它们 所具有的独特的功能；而对高性能材料， 所具有的独特的功能；而对高性能材料，人们关心的 是它与通用材料在性能上的差异。 是它与通用材料在性能上的差异。
6. 生命科学的要求
• 人类对生命奥秘的探索，对建立一个洁净、安全的世界的渴望， 人类对生命奥秘的探索，对建立一个洁净、安全的世界的渴望， 对征服癌症等疾病的努力，均对高分子材料提出了功能的要求。 对征服癌症等疾病的努力，均对高分子材料提出了功能的要求。 例如，生物分离介质的研制成功， 例如，生物分离介质的研制成功，使生命组成的各种组分能得以 精细地分级，对生命科学的贡献将是十分重大的。 精细地分级，对生命科学的贡献将是十分重大的。可降解性高分 子材料的问世，将大大减缓白色公害对人类的危害。 子材料的问世，将大大减缓白色公害对人类的危害。
2. 科学技术发展的需求
• 80～90年代，科学技术有了迅速发展。能源、信息、电子和生命 ～ 年代 科学技术有了迅速发展。能源、信息、 年代， 科学等领域的发展，对高分子材料提出了新的要求。 科学等领域的发展，对高分子材料提出了新的要求。即要求高分 子材料具有迄今还不曾有过的高性能和高功能， 子材料具有迄今还不曾有过的高性能和高功能，甚至要求既具有 高功能亦具有高性能的高分子材料。 高功能亦具有高性能的高分子材料。
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功能高分子的发展历程与展望
最早的功能高分子可追述到1935年离子交换树脂的发 年离子交换树脂的发 最早的功能高分子可追述到 明。 20世纪 年代，美国人开发了感光高分子用于印刷工 世纪50年代 美国人开发了感光高分子 感光高分子用于印刷工 世纪 年代， 业，后来又发展到电子工业和微电子工业。 后来又发展到电子工业和微电子工业。 1957年发现了聚乙烯基咔唑的光电导性，打破了多年 年发现了聚乙烯基咔唑的光电导性， 年发现了聚乙烯基咔唑的光电导性 来认为高分子材料只能是绝缘体的观念。 来认为高分子材料只能是绝缘体的观念。 1966年little提出了超导高分子模型，预计了高分子材 年 提出了超导高分子模型， 提出了超导高分子模型 预计了高分子材 料超导和高温超导的可能性，随后在 料超导和高温超导的可能性，随后在1975年发现了聚 的可能性 年发现了聚 氮化硫的超导性。 氮化硫的超导性。 超导性
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功能高分子发展的背景
5. 微电子技术的要求
• 高度集成化是微电子工业发展的趋势。存储容量将从目前的16K 高度集成化是微电子工业发展的趋势。存储容量将从目前的 发展到256K。此时相应的电路细度仅为1.5µm。因此，高功能的 。此时相应的电路细度仅为 发展到 。因此， 光致抗蚀材料（感光高分子） 光致抗蚀材料（感光高分子）已成为微电子工业的关键材料之一 。
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导电高分子的发明
• 白川英树 Hideki Shirakawa • 白川1961年毕业于东京工业 白川1961年毕业于东京工业 大学理工学部化学专业，曾 在该校资源化学研究所任助 教，1976年到美国宾夕法尼 教，1976年到美国宾夕法尼 亚大学留学，1979年回国后 亚大学留学，1979年回国后 到筑波大学任副教授，1982 到筑波大学任副教授，1982 年升为教授。现在是日本筑 波大学名誉教授。 • 2000年诺贝尔化学奖获得者 2000年诺贝尔化学奖获得者
功能
定义：指从外部向材料输入信号时， 定义：指从外部向材料输入信号时，材料内部发生质 和量的变化而产生输出的特性。 和量的变化而产生输出的特性。 例如，材料在受到外部光的输入时， 例如，材料在受到外部光的输入时，材料可以输出电 性能，称为材料的光电功能； 性能，称为材料的光电功能；材料在受到多种介质作 用时，能有选择地分离出其中某些介质， 用时，能有选择地分离出其中某些介质，称为材料的 选择分离性。此外，如压电性、药物缓释放性等， 选择分离性。此外，如压电性、药物缓释放性等，都 属于功能的范畴。 属于功能的范畴。
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共轭高分子
典型的共轭高分子包括：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、 聚噻酚等
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为什么要发展导电高分子
• 普通高分子材料的静电积聚 • 静电在工业生产中有很大的危 害性。 • 每年因静电事故造成的损失超 过百亿美元。
• 普通高分子材料对电磁波的 屏蔽性差，通信设备常常因 电磁波的入侵造成错误操作。 导电高分子的发展已远远超过开始的设想
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功能高分子的发展历程与展望