中科院合肥研究院方曉東研究員和中國科大馬明明教授在柔性導電高分子材料研究方面獲進展

2021-02-24 高分子科技

近期，中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所雷射技術中心研究員方曉東課題組和中國科學技術大學化學與材料科學學院馬明明課題組合作，研發出具有高的強度、韌性和導電性的仿生多元醇-聚吡咯複合材料。

相關研究工作以Bioinspired Design of Strong, Tough, and Highly Conductive Polyol-Polypyrrole Composites for Flexible Electronics為題發表在美國化學會《應用材料與界面》（ACS Applied Materials & Interfaces 2017, 9, 5692 -5698）上。該論文第一作者為安徽光機所2014級博士生高鳳仙。

課題組採用仿生的設計理念，通過模擬動物皮膚，合成了一系列多元醇摻雜的聚吡咯複合材料。通過非共價鍵的交聯作用，聚吡咯鏈和多元醇之間會形成動態網絡結構。這種結構能夠有效地耗散來自外界的破壞性能量，大大提高材料的強度和韌性，使其優於傳統的聚吡咯。同時，研究人員發現，用四分支結構的季戊四醇乙氧基化物摻雜的聚吡咯（PEE-PPy）具有最優異的機械能：斷裂伸長率為75%，具有很好的柔性，拉伸強度高達125MPa，彈性韌性為73MJ/m3，比自然界中的繭絲(70MJ/m3)還要高。另外，PEE-PPy的導電性好，電導率高達115 S/cm。優異的機械性能和導電性使得這種柔性高分子複合材料在柔性電子器件領域具有很好的應用前景。

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