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混合聚合物墨水有望改善电子设备的性能和导电性
由瑞典林雪平大学的科学家西蒙娜·法比亚诺教授（Simone Fabiano）领导的科研团队创造了一种新型的“不可掺杂”有机油墨，该油墨具有出色的导电性。
为了提高聚合物的导电性并在有机太阳能电池，LED和其他电子应用中获得更高的效率，使用了一种称为“掺杂”的过程，该过程使用各种物质来调节电性能。
但是，由于林雪平大学的科学家们已经设法制造出一种具有出色导电性的不可掺杂的有机油墨，因此掺杂可能很快就成为过去。
电子应用中的聚合物
聚合物通常在电气和电子应用中用作绝缘体。相反，导电聚合物通过称为掺杂的过程变为导电-在其中，电子被去除（通过氧化）或被引入（通过还原）。
掺杂已在实际应用中使用了很长时间，工程师可以通过增加带有掺杂剂分子的半导体中的电荷数量来对设备的性能和电导率进行高度控制。
Fabiano团队开发的聚合物油墨。蓝色溶液是供体聚合物溶液，红色溶液是受体聚合物溶液。尽管两者本身都不导电，但当溶液相遇时，来自供体聚合物的电子会自动转移至受体聚合物。图片由瑞典林雪平大学的Thor Balkhed提供。
结合两种聚合物生产导电油墨
但是，掺杂是一种不完善的解决方案，随着时间的流逝，它固有地不稳定，并且易于退化，从而导致掺杂剂浸出。
“我们希望不惜一切代价避免这种情况，例如在生物电子应用中，其中有机电子组件可以在可穿戴电子产品和体内植入物方面带来巨大收益，”有机产品负责人西蒙妮·法比亚诺副教授说。林雪平大学有机电子实验室内的纳米电子小组。
为了制造混合聚合物导电墨水，研究小组与来自五个不同地区的科学家一起，将两种能级完全匹配的聚合物组合在一起，这意味着电荷能够在它们之间自发转移。
“以前已经证明了自发电荷转移的现象，但仅在实验室规模上适用于单晶。Fabiano补充说，没有人显示出可以在工业规模上使用的任何东西。
潜在的应用
在测试过程中，未发现有浸出现象，即使长时间暴露在高温下，油墨看起来仍能保持稳定。这是根据《自然材料》上发表的研究小组的发现得出的。人们还认为，新型混合聚合物油墨可以在更长的时间内保持稳定，并且由于不含掺杂剂，因此可以用于要求苛刻的应用中。
尽管混合聚合物墨水可能会在更多“大众”消费产品（例如可穿戴电子产品）中找到潜在的应用，但林雪平大学的研究团队尤其希望他们的混合聚合物墨水将为改善太阳能电池和太阳能电池的性能带来新的可能性。特别是LED。