環(huán)球關(guān)注：碳基聚合物是由重復(fù)單元組成的長(zhǎng)分子鏈，隨處可見

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大阪大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了單分子納米線，其絕緣層長(zhǎng)達(dá)10納米。當(dāng)他們測(cè)量這些納米線的電性能時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)，與扭曲的構(gòu)造相比，迫使帶狀鏈變平，顯著提高了它們的導(dǎo)電性。這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)產(chǎn)生新一代廉價(jià)的高科技設(shè)備，包括智能手機(jī)屏幕和光伏設(shè)備。

碳基聚合物是由重復(fù)單元組成的長(zhǎng)分子鏈，隨處可見，從鞋底的橡膠到構(gòu)成您身體的蛋白質(zhì)。我們?cè)?jīng)認(rèn)為這些分子不能導(dǎo)電，但隨著導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)，這一切都發(fā)生了變化。這些是碳基分子的一小部分，由于它們交替的單和雙化學(xué)鍵(也稱為共軛鍵)，它們可以像微小的線一樣起作用。由于碳基導(dǎo)體比傳統(tǒng)電子產(chǎn)品更容易制造和定制，因此它們?cè)贠LED電視，iPhone屏幕和太陽(yáng)能電池板中得到了迅速普及，同時(shí)大大降低了成本。

現(xiàn)在，大阪大學(xué)的研究人員合成了各種長(zhǎng)度的低聚噻吩鏈，最多可重復(fù)24個(gè)重復(fù)單元。這意味著單根納米線的長(zhǎng)度可達(dá)10納米。需要對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行絕緣以避免導(dǎo)線間電流，從而可以精確地測(cè)量單個(gè)分子的固有導(dǎo)電性。根據(jù)量子力學(xué)的規(guī)則，分子中的電子比局部粒子更像擴(kuò)散波。低聚噻吩中的重疊鍵允許電子完全在聚合物主鏈上擴(kuò)散，因此它們可以容易地橫穿分子以產(chǎn)生電流。

這種電荷傳輸可以發(fā)生兩種截然不同的方式。“在很短的距離內(nèi)，電子依靠它們的波浪般的性質(zhì)直接通過障礙物”隧道“，但是在很長(zhǎng)的距離內(nèi)，它們從一個(gè)地點(diǎn)跳到另一個(gè)地點(diǎn)到達(dá)目的地，”第一作者Yutaka Ie博士解釋道。大阪大學(xué)的研究小組發(fā)現(xiàn)，將低聚噻吩鏈從扭曲變?yōu)楸馄綄?dǎo)致低聚噻吩的共軛骨架重疊得多，這反過來(lái)意味著更大的總電導(dǎo)率。結(jié)果，與具有扭曲構(gòu)象的那些相比，從隧穿到跳躍傳導(dǎo)的交叉發(fā)生在較短鏈長(zhǎng)的扁平鏈。

研究人員認(rèn)為，這項(xiàng)工作可以打開一個(gè)全新的設(shè)備世界。“這項(xiàng)研究表明，我們的絕緣納米線有可能用于新型”單分子“電子產(chǎn)品，”主要作者Yoshio Aso博士說(shuō)。這項(xiàng)工作發(fā)表在物理化學(xué)快報(bào)上，作為“高度平面和完全絕緣” Oligothiophenes：π-共軛對(duì)跳躍電荷傳輸?shù)挠绊憽！?/p>本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除！

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