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  自從導(dǎo)電聚乙炔出現(xiàn)以來(lái)，人們對(duì)于有機(jī)聚合物為絕緣體的固有印象被打破，并進(jìn)一步開(kāi)展了對(duì)導(dǎo)電聚合物的相關(guān)研究，促進(jìn)了“合成金屬”這一新興領(lǐng)域的出現(xiàn)。導(dǎo)電聚合物作為有機(jī)高分子材料的重要組成部分，具有溶液加工、柔性等特性，使其成為不同于傳統(tǒng)金屬的特殊材料，在電子器件中展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。目前導(dǎo)電聚合物領(lǐng)域已經(jīng)取得飛速發(fā)展，但目前已報(bào)道的絕大部分高性能導(dǎo)電聚合物展現(xiàn)出空穴占主導(dǎo)的傳輸特性（p型），而電子傳輸占主導(dǎo)的n型導(dǎo)電聚合物由于其空氣穩(wěn)定性較差以及電導(dǎo)率較低，在有機(jī)電子器件中的應(yīng)用受到了極大限制。

  為了實(shí)現(xiàn)高性能n型導(dǎo)電聚合物，需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效的電子傳輸和主鏈中的高載流子濃度。首先，需要設(shè)計(jì)具有大共軛平面的剛性骨架，使得載流子在聚合物鏈上易于傳輸；其次，需要選擇適合的摻雜劑和聚合物充分反應(yīng)，以增加載流子的濃度。然而，一般具有剛性共軛骨架的聚合物不具備良好的溶解性，需要引入側(cè)鏈或表面活性劑的方式進(jìn)行功能化，以確保這類聚合物的溶解性和溶液加工性，而這種方式會(huì)引入額外的絕緣組分，對(duì)電導(dǎo)率產(chǎn)生不利影響。另一方面，目前大多數(shù)n型導(dǎo)電聚合物的摻雜效率較低（通常在10%左右），需要進(jìn)一步降低聚合物的最低未占據(jù)軌道（LUMO）能級(jí)以及設(shè)計(jì)空氣穩(wěn)定的高效n型摻雜劑。而這就需要設(shè)計(jì)十分復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致這類n型導(dǎo)電高分子難以得到廣泛應(yīng)用。

  最近，華南理工大學(xué)黃飛教授、曹鏞院士、馬於光院士，南方科技大學(xué)張?jiān)窠淌�、郭旭崗教授和北京大學(xué)裴堅(jiān)教授等人共同合作，創(chuàng)新地提出了一種新的n型導(dǎo)電聚合物合成策略。合成的聚合物聚（苯并雙呋喃二酮）（PBFDO）展現(xiàn)出超高的電導(dǎo)率（2000 S cm^-1）以及良好的空氣穩(wěn)定性，在有機(jī)電化學(xué)晶體管、有機(jī)熱電器件和柔性印刷電極中具有優(yōu)異的性能和應(yīng)用前景。該研究成果已通過(guò)快速發(fā)表（AAP）的形式發(fā)表在近期的《自然》雜志上。華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室唐浩然博士為第一作者，黃飛教授為通訊作者，華南理工大學(xué)為通訊單位。

  論文信息：

  A solution-processed n-type conducting polymer with ultrahigh conductivity

  Haoran Tang, Yuanying Liang, Chunchen Liu, Zhicheng Hu, Yifei Deng, Han Guo, Zidi Yu, Ao Song, Haiyang Zhao, Duokai Zhao, Yuanzhu Zhang, Xugang Guo, Jian Pei, Yuguang Ma, Yong Cao & Fei Huang 

  Nature (2022)

  https://www.nature.com/articles/s41586-022-05295-8

黃飛教授簡(jiǎn)介

黃飛，男，教授、博士生導(dǎo)師，國(guó)家杰出青年基金獲得者，教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授�，F(xiàn)任華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。主要從事有機(jī)聚合物光電材料與器件方面的研究，在新型水醇溶界面材料及界面調(diào)控方法、新型聚合物光伏材料與器件等方向做出了系列創(chuàng)新成果。曾獲教育部首屆青年科學(xué)獎(jiǎng)，美國(guó)化學(xué)會(huì)Arthur K. Doolittle Award獎(jiǎng)，兩次參與獲得國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。任高分子學(xué)報(bào)副主編，Chemistry of Materials、Sci China Chem等刊物編委，中國(guó)材料學(xué)會(huì)高分子分會(huì)副秘書長(zhǎng)。

第一作者簡(jiǎn)介

唐浩然，華南理工大學(xué)2014級(jí)材料創(chuàng)新班學(xué)生，于2022年獲得華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程博士學(xué)位。現(xiàn)為華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃飛教授課題組博士后。目前的研究重點(diǎn)是高性能n型共軛聚合物的設(shè)計(jì)和合成及摻雜特性研究。