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新型导电聚合物纳米复合材料

新型导电聚合物纳米复合材料
  导电聚合物又称导电高分子,是指通过掺杂等手段,能使得电导率在半导体和导体范围内的聚合物。通常指本征导电聚合物,这一类聚合物主链上含有交替的单键和双键,从而形成了大的共轭π体系。π电子的流动产生了导电的可能性。
 
  没有经过掺杂处理的导电聚合物电导率很低,属于绝缘体。其原因在于导电聚合物的能隙很宽(一维半导体的不稳定性),室温下反键轨道(空带)基本没有电子。但经过氧化掺杂(使主链失去电子)或还原掺杂(使主链得到电子),在原来的能隙中产生新的极化子、双极化子或孤子能级,其电导率能上升到10~10000 S/cm2,达到半导体或导体的电导率范围。
 
  导电聚合物不仅具有较高的电导率,而且具有比导电性质、非线性光学性质、发光和磁性能等,它的柔韧性好,生产成本低,能效高。导电聚合物不仅在工业生产和军工方面具有广阔的应用前景和应用价值,还可在导电聚合物中掺杂磁性粒子以制备涂层,并且可以通过调节导电聚合物和磁性粒子的组成获得可调的导电性和磁性。
 
  以手表锂电池的电极为例,理想状况下电极制造材料要足够小,因为谁都不愿意在手腕上绑一块笨重的表,同时它们也要有足够的电力保障手表能运行很长一段时间,”米歇尔·巴索姆博士说。Mxenes在储能方面有巨大潜力,其体积电容远远高于传统碳基电极或石墨烯电极,因此它将广泛用于储能装置比如可穿戴设备的储能装置,同时,材料的亲水性使它可用于水处理系统,例如水净化或脱盐膜;此外,由于材料非常灵活,还可用于航空航天组件。研究团队下一步将研究不同比例的mxene对材料性能的影响以及拓展该材料的应用领域。
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