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  重慶大學(xué)能源與動力工程學(xué)院孫寬研究員團(tuán)隊(duì)，在重慶大學(xué)-新加坡國立大學(xué)新能源材料與器件聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的平臺支持下，聯(lián)合多個(gè)國內(nèi)外團(tuán)隊(duì)，開發(fā)了一種全新的導(dǎo)電高分子薄膜沉積技術(shù)，能夠在不同襯底上快速聚合形成聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）薄膜，其電導(dǎo)率比商用產(chǎn)品PH1000(Heraeus GmbH)高三個(gè)數(shù)量級。該方法適用于多種印刷工藝，以量產(chǎn)柔性透明導(dǎo)電薄膜。以柔性聚對苯二甲酸乙二酯 (PET) 塑料為基底的PEDOT薄膜制成的觸控屏表現(xiàn)出優(yōu)異的柔韌性和靈敏度。相關(guān)研究成果近日在Cell出版社旗下子刊iScience期刊發(fā)表，題目為《以V2O5為氧化劑連續(xù)液相聚合PEDOT及其在柔性觸控屏的應(yīng)用》（Sequential Solution Polymerization of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Using V2O5 as Oxidant for Flexible Touch Sensors）。

  聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）是一種具有高導(dǎo)電性、良好的柔韌性和化學(xué)穩(wěn)定性的共軛聚合物。這些優(yōu)良的品質(zhì)使得PEDOT在透明電極、電致變色、電磁屏蔽等方面應(yīng)用廣泛。現(xiàn)在，有許多方法用于PEDOT的合成，如電化學(xué)合成（EP）、氧化化學(xué)氣相沉積（OCVD）和氣相沉積聚合（VPP）等，但是這些合成方法需要嚴(yán)格的基底或溫度壓強(qiáng)控制，應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)成本高昂且面臨諸多挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)能夠在常溫常壓下通過濕法工藝制備（solution-processed）具有機(jī)械柔性的導(dǎo)電材料既有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值，又有實(shí)際的工程意義。

  為此，孫寬研究員課題組開發(fā)了一種通過連續(xù)沉積氧化劑溶液和單體溶液的PEDOT原位合成方法。該合成體系中，V2O5作為氧化劑、甲磺酸為摻雜劑兩者相溶形成氧化劑溶液。該團(tuán)隊(duì)首先通過在玻璃基底上先后通過旋涂沉積氧化劑溶液和EDOT單體溶液成功合成PEDOT薄膜。由于該薄膜具有PEDOT含量高（69%）、結(jié)晶性好和摻雜水平高（載流子濃度為2.6221 cm-3）等特點(diǎn)，導(dǎo)電率最高可達(dá)1420 S/cm。接著，該團(tuán)隊(duì)使用棒式涂布法在15 cm × 12 cm的柔性PET基底上沉積氧化劑溶液然后浸入單體溶液進(jìn)行聚合，所得到的柔性PEDOT薄膜方阻為80.3 Ω/sq。該柔性PET為基底的薄膜制成的觸控裝置表現(xiàn)出優(yōu)異的傳感性質(zhì)和柔韌性，即使在反復(fù)彎曲甚至對折之后，也能保持良好的功能性。該全新合成路線不僅可以兼容棒式涂布法，同時(shí)適用于刮涂、絲網(wǎng)印刷、噴涂、卷對卷印刷等不同印刷工藝，為在柔性基底上大面積合成均勻的導(dǎo)電高分子薄膜提供了重要的思路和可能性。

  該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、重慶市重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)、重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計(jì)劃、重慶市留創(chuàng)計(jì)劃、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)、低品位能源利用技術(shù)及系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助。重慶大學(xué)能源與動力工程學(xué)院碩士生陳瑞為論文第一作者，重慶大學(xué)孫寬研究員與新加坡國立大學(xué)歐陽建勇教授為共同通訊作者。

  論文鏈接：https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(19)30003-3