新型导电油墨问世，无需掺杂就具备极佳导电性能

为了提升聚合物的导电性，从而在有机太阳能电池、发光二极管和其他生物电子学应用中获取更高的效率，迄今为止研究人员们都是将材料与各种物质掺杂在一起。一般来说，实现这一点，要么是通过去除一个电子，要么是向AD7472ARU半导体材料加入一个掺杂分子，这种方法将提升电荷的数量，从而提升材料的导电性。

林雪平大学有机电子实验室有机纳米电子学课题组领头人 Simone Fabiano 副教授表示：“我们通常是通过掺杂有机聚合物提升其导电性以及设备的性能。这种处理在一段时间内是稳定的，但是材料会退化而且我们当作掺杂剂使用的物质最终会逸走。这就是我们不惜一切代价想要在生物电子学等应用中避免的。在生物电子学应用中，有机电子元件会为可穿戴电子设备以及身体中的植入物带来巨大的益处。”

近日，瑞典林雪平大学有机电子实验室 Simone Fabiano 领导的研究小组创造出一种无需掺杂就能具备极佳导电性能的有机材料。他们通过将两种具有不同特性的聚合物混合到一起实现了这种材料。

该研究小组的科学家来自五个国家，如今成功地将两种聚合物结合到一起，制造出一种导电油墨。这种油墨无需任何掺杂就可以导电。这两种材料的能级可以完美地匹配，这样电荷就可以自发地从一种聚合物转移到另一种聚合物。蓝色的那个是施体聚合物溶液，而红色的哪个是受体聚合物溶液。两种崭新的聚合物都是非导电的，因为在聚合物内部没有自由移动的电荷。当它们彼此相遇时，来自施体聚合物的电子将自动地转移到受体聚合物，从而在两种聚合物内都留下自由移动的电荷。

Simone Fabiano 表示：“电荷自发转移的现象之前就已经演示过，但是只是在实验室规模对单晶体进行了演示。没有人演示过可用于工业规模的东西。由大而稳定的分子组成的聚合物非常易于从溶液中沉积出来，这就是它们非常适合作为印刷电子中的油墨大规模使用的原因。”

聚合物是简单且相对便宜的材料，并且已经可以商用。新聚合物混合物中无异物渗出。它可以长时间保持稳定，且经受住高温。这些特性对于能量采集/存储设备以及可穿戴电子设备来说非常重要。Simone Fabiano 表示：“因为它们没有掺杂剂，长时间稳定，并可应用于要求严格的场景。这一现象的发现，为改善发光二极管和太阳能电池的性能提供了全新的可能性，对于其他的热电应用来说也是如此，尤其是对于可穿戴以及近体电子器件的研究。”

他说：“我们的团队包括来自林雪平大学和查尔姆斯理工大学的科学家，以及来自美国、德国、日本和中国的专家。领导这项工作真是一次伟大的经历，它是这个领域中重大的一步。”

林雪平大学有机电子实验室主任 Magnus Berggren 教授表示：“基本上，为了实现高导电性，在导电聚合物中进行掺杂，目前仅能通过将非导电的掺杂剂与导电的聚合物结合到一起来实现。现在，也是首次，两种导电聚合物的结合成为一个高度稳定且高度导电的复合系统。这一发现在导电聚合物领域中定义了一个重要的新篇章，并将在全世界范围内引发许多新的应用和兴趣。”