碳基聚合物是由重复单元组成的长分子链，随处可见

2023-06-24 21:10:12 来源：城市网小 中

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大阪大学的一个团队创造了单分子纳米线，其绝缘层长达10纳米。当他们测量这些纳米线的电性能时，研究人员发现，与扭曲的构造相比，迫使带状链变平，显着提高了它们的导电性。这些发现可能会产生新一代廉价的高科技设备，包括智能手机屏幕和光伏设备。

碳基聚合物是由重复单元组成的长分子链，随处可见，从鞋底的橡胶到构成您身体的蛋白质。我们曾经认为这些分子不能导电，但随着导电聚合物的发现，这一切都发生了变化。这些是碳基分子的一小部分，由于它们交替的单和双化学键(也称为共轭键)，它们可以像微小的线一样起作用。由于碳基导体比传统电子产品更容易制造和定制，因此它们在OLED电视，iPhone屏幕和太阳能电池板中得到了迅速普及，同时大大降低了成本。

现在，大阪大学的研究人员合成了各种长度的低聚噻吩链，最多可重复24个重复单元。这意味着单根纳米线的长度可达10纳米。需要对导线进行绝缘以避免导线间电流，从而可以精确地测量单个分子的固有导电性。根据量子力学的规则，分子中的电子比局部粒子更像扩散波。低聚噻吩中的重叠键允许电子完全在聚合物主链上扩散，因此它们可以容易地横穿分子以产生电流。

这种电荷传输可以发生两种截然不同的方式。“在很短的距离内，电子依靠它们的波浪般的性质直接通过障碍物”隧道“，但是在很长的距离内，它们从一个地点跳到另一个地点到达目的地，”第一作者Yutaka Ie博士解释道。大阪大学的研究小组发现，将低聚噻吩链从扭曲变为扁平导致低聚噻吩的共轭骨架重叠得多，这反过来意味着更大的总电导率。结果，与具有扭曲构象的那些相比，从隧穿到跳跃传导的交叉发生在较短链长的扁平链。

研究人员认为，这项工作可以打开一个全新的设备世界。“这项研究表明，我们的绝缘纳米线有可能用于新型”单分子“电子产品，”主要作者Yoshio Aso博士说。这项工作发表在物理化学快报上，作为“高度平面和完全绝缘” Oligothiophenes：π-共轭对跳跃电荷传输的影响。“

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