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  自從導電聚乙炔出現以來，人們對于有機聚合物為絕緣體的固有印象被打破，并進一步開展了對導電聚合物的相關研究，促進了“合成金屬”這一新興領域的出現。導電聚合物作為有機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金屬的特殊材料，在電子器件中展現出了巨大的應用潛力。目前導電聚合物領域已經取得飛速發展，但目前已報道的絕大部分高性能導電聚合物展現出空穴占主導的傳輸特性（p型），而電子傳輸占主導的n型導電聚合物由于其空氣穩定性較差以及電導率較低，在有機電子器件中的應用受到了極大限制。

  為了實現高性能n型導電聚合物，需要同時實現高效的電子傳輸和主鏈中的高載流子濃度。首先，需要設計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，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，需要引入側鏈或表面活性劑的方式進行功能化，以確保這類聚合物的溶解性和溶液加工性，而這種方式會引入額外的絕緣組分，對電導率產生不利影響。另一方面，目前大多數n型導電聚合物的摻雜效率較低（通常在10%左右），需要進一步降低聚合物的最低未占據軌道（LUMO）能級以及設計空氣穩定的高效n型摻雜劑。而這就需要設計十分復雜的分子結構，導致這類n型導電高分子難以得到廣泛應用。

  最近，華南理工大學黃飛教授、曹鏞院士、馬於光院士，南方科技大學張元竹教授、郭旭崗教授和北京大學裴堅教授等人共同合作，創新地提出了一種新的n型導電聚合物合成策略。合成的聚合物聚（苯并雙呋喃二酮）（PBFDO）展現出超高的電導率（2000 S cm^-1）以及良好的空氣穩定性，在有機電化學晶體管、有機熱電器件和柔性印刷電極中具有優異的性能和應用前景。該研究成果已通過快速發表（AAP）的形式發表在近期的《自然》雜志上。華南理工大學發光材料與器件國家重點實驗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

黃飛教授簡介

黃飛，男，教授、博士生導師，國家杰出青年基金獲得者，教育部長江學者特聘教授。現任華南理工大學發光材料與器件國家重點實驗室副主任。主要從事有機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控方法、新型聚合物光伏材料與器件等方向做出了系列創新成果。曾獲教育部首屆青年科學獎，美國化學會Arthur K. Doolittle Award獎，兩次參與獲得國家自然科學二等獎。任高分子學報副主編，Chemistry of Materials、Sci China Chem等刊物編委，中國材料學會高分子分會副秘書長。

第一作者簡介

唐浩然，華南理工大學2014級材料創新班學生，于2022年獲得華南理工大學材料科學與工程博士學位。現為華南理工大學發光材料與器件國家重點實驗室黃飛教授課題組博士后。目前的研究重點是高性能n型共軛聚合物的設計和合成及摻雜特性研究。