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中国高分子的第一篇《Science》!

高分子科学前沿 高分子科学前沿 2021-01-16

《Science》杂志于1880年由爱迪生投资1万美元创办,1894年成为美国科学促进会(American Association for the Advancement of Science,AAAS)的官方刊物,是全世界公认的最权威的学术期刊之一,来自全世界的科研工作者都以自己的研究成果能登上《Science》为荣。那从事高分子科学领域研究的你们,是否知道中国人的第一篇高分子方向的《Science》论文是何时发表的呢?
1995年2月17日,《Science》上刊登了由南京大学石高全教授等人发表题目为“A Conducting Polymer Film Stronger Than Aluminum”的研究报道,正式翻开了中国高分子科学研究在世界自然科学顶级期刊上全新的一页。

在这篇报道中,研究者首先指出,导电聚合物,如聚噻吩,聚吡咯和聚苯胺等可用于制造多种微型电子器件。然而,大多数导电聚合物是易碎的,机械强度较低。此外,这些材料在熔化前是不溶的、难溶的或分解的。因此,常规的聚合物加工技术无法将这些材料加工成形成至所需的结构。基于此背景,研究者提出一种电化学薄膜生长聚噻吩的方法,即使用AISI 304不锈钢板(5cm×7cm)为工作电极和对电极,间距0.5cm,Ag/AgCl电极测量阳极电位。电解质为含有10 mM 噻吩单体的硼氟乙醚(BFEE)溶液。在实验过程中,通过控制电流可控制薄膜厚度(0.010±0.002 mm)。BFEE溶液的循环伏安曲线如图1a所示,在大于1 V的电位下存在的强氧化作用促进了电极上的聚合物生成。聚合物在0.4和1 V之间被还原和氧化。聚合物的氧化还原电流的增加证实了聚合物在电极上的量的增加。图1b表明电解质和电极在膜生长过程中显示电化学惰性。值得注意的是,制备得到的聚噻吩薄膜的电导率可达48.7 S cm-1,拉伸强度高达1250±50 kg cm-2,如图2所示,综合性能优于同厚度下的铝片。此外,该聚合物薄膜拥有良好的形变加工性能,用普通刀具即可完成形状的加工。

图1. (A) BFEE溶液和(B)纯BFEE的循环伏安曲线,扫描速率0.2 V s-1.


图2. 聚噻吩薄膜的热机械性能测试.
图3. 聚噻吩薄膜的加工性能.
该研究进一步拓宽了导电聚合物薄膜的应用领域,有望在未来替代金属材料用于先进电子器件中。
谨以此文致敬已故的著名高分子科学家石高全教授,同时献礼新中国成立七十周年,衷心祝愿中国高分子科学研究不断进步,能不断涌现优秀的研究工作,并发表于自然科学及相关领域的国际顶级刊物上。

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来源:高分子科学前沿

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