“一种高电导率的聚噻吩复合材料及其制备方法”获国家发明专利授权

　  中国科学院长春应用化学研究所杨小牛研究员等科研人员发明的“一种高电导率的聚噻吩复合材料及其制备方法” 专利近日获得了国家知识产权局授权（专利号：ZL 200710055671.8）。　
　  半导体/绝缘聚合物复合材料以潜在的低成本、高稳定性和高机械强度等特性受到科研工作者的青睐。但长期以来，绝缘体的引入往往会因为大尺度两相分离等因素显著降低复合材料的半导体性能如电导率。如何最大程度发挥半导体/绝缘聚合物复合材料的性能成为光电功能高分子领域一个重要的研究内容。 
　  在国家基金委和中科院的大力支持下，杨小牛课题组以可溶性聚噻吩和绝缘聚合物如聚苯乙烯（PS）或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的复合材料为例，展示了半导体/绝缘聚合物复合薄膜的电导率增强现象。特别地，当复合薄膜中两相的质量比1:1时，其电导率可比同样条件下制备的聚噻吩薄膜高出5-8倍；当聚噻吩含量为10-wt％的复合薄膜，其电导率仍然可以与纯聚噻吩薄膜相当。 
　  为了实现导电率增强现象，必须同时满足两个基本点条件:一是由于很大部分电荷在共混两相界面传输，绝缘聚合物的介电常数必须足够低才可能有效提高半导体相的载流子迁移率，从而提高电导率;二是从薄膜形态考虑，逾渗理论阐明连续的半导体相有利于减小电荷传输的阻力，从而提高电导率。 
　  为了满足这两个条件,他们首先使用了低介电常数的PS和PMMA以满足上述条件1;同时他们利用可溶性聚噻吩在溶液中先结晶再涂膜的方法巧妙的控制了结晶和相分离的竞争关系从而抑止了大尺度的两相分离，获得均匀分散于复合物中的聚噻吩纤维晶，形成了连续的导电通路，满足了条件2的要求，从而大幅提高了复合物的电导率。 
　  半导体/绝缘体体相异质结聚合物复合材料中得界面增强电荷传输现象有望在薄膜光电器件和电磁波兼容材料等领域获得应用，大幅降低材料成本，增加可加工性和稳定性。