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关于高分子导电材料的应用研究
2019-05-27
来源：亚科官网
高分子导电材料是如何被人家发现的呢？这就要追溯到2000年的时候，诺贝尔化学奖获得者--美国的Heeger、MacDiarmid和日本的白川英树三位科学家，他们通过研究，证明了大家通常认为绝缘的高分子材料在一定的条件下也可以具有导电性。从那以后，导电高分子材料这一门新兴的学科就此迅速发展，成为材料学科研究中重要的一部分。那么高分子导电材料究竟给我们的生活带来哪些影响呢？
1、显示材料
由于电解合成的导电聚合物材料有一种特殊的性质，在电化学掺杂过程中可以发生颜色的改变，因此可以将其作为变色装置。这种聚合物材料的电化学反应是可逆的，也就是说，可以通过电化学实现去掺杂和再掺杂。这种电化学聚合物材料在电化学掺杂后，可以变为绝缘体，在氧化掺杂后可以用来制作导体。
由于掺杂和去掺杂的程度不同，材料的导电性能也会不同。因此，可以依靠控制作用的电量的不同，可以在导体，半导体和绝缘体之间改变导电聚合物材料。不同类型的材料的电导率的变化对应着不同的光学性质，所以可以根据这个原理来制作显示材料。这种变色功能聚合物材料也广泛用于生活中，例如：节能玻璃的涂层，显示组件，仪器仪表等。
2、电池
具有可逆的电化学反应和还原特性是导电高分子所具有的一个重要特征，而且其密度相比于其他导电材料来说要小得多，在室温下具有导电率大和比表面积大的特性。对于电池来说，这是一种非常好的电极材料。例如，由于聚吡咯的高度掺杂和强稳定性，并且对电信息的变化也非常敏感的性质，可以使用聚吡咯应用于常规纺织品以使其成为电导体。
由导电聚合物材料制成的二次电池具有易于生产，加工，成膜，柔韧，体积小，重量轻和能量高的特点。如果解决了有机物质的耐久性和高压下有机溶剂的稳定性，则可以基于导电聚合物材料使二次电池商业化。
3、导体
导电聚合物材料可以通过填充和配混，表面混合等合成导体粉末如金属粉末或炭黑和聚合物材料来制备。与传统的金属导体相比，复合合成导电聚合物材料具有有非常多的优点，容易加工、实用范围更广、密度非常低、对腐蚀具有很强的抵抗性；电导率可以根据电化学可逆反应变化，方便实际应用；材料相对便宜，适合大规模生产。
导电聚合物作为超级电容器电极具有许多优点，例如柔韧性极高，导电功能很强，便于实际加工，还可以做成薄膜。许多导电聚合物材料表现出高比容量和电容，并且可以以高相对速度传递能量，但它也有一个严重的缺点，循环使用的寿命低。
4、药物释放
导电聚合物的掺杂和去掺杂过程实际上是阴离子的嵌入和脱嵌过程，通过这个过程，可以将药物通过皮肤送进人的体内。使用这两点，可以生产含有药物的导电聚合物电池，并且当电流接通时，药物从育龄期皮革中释放出来，并通过皮肤而进入血液。聚吡咯是该领域中第一种也是最广泛使用的导电聚合物。
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