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概述
构造型导电高分子
复合型导电高分子
第四章 导电高分子
概述
导电高分子的基本概念
物质按电学性能分类可分为绝缘体、半导体、
导体和超导体四类。高分子材料一般属于绝缘体的
范围。但1977年美国科学家黑格（）、
麦克迪尔米德（. MacDiarmid）和曰本科学家
白川英树（）发现掺杂聚乙炔具有金
属导电特性以来，有机高分子不能作为导电材料的
概念被彻底变化。
导电性聚乙炔的出现不仅打破了高分子仅为
绝缘体的老式观念，并且为低维固体电子学和分子
电子学的建立打下基础，而具有重要的科学意义。
上述三位科学家因此分享诺贝尔化学奖。
第四章 导电高分子
10月9 曰，瑞典皇家科学会宣布将今年的诺贝尔化学奖授予让塑料变成导电体的三位化学家：他们是美国加州大学的物理学专家AlanJ·Heeger，美国费城宾夕法尼亚大学的化学专家AlanG·MacDiarmid，曰本筑坡大学的化学专家HidekiShirakawa。
瑞典皇家科学会在新闻公报中说，我们已习惯于科学发现对我们的思维方式的巨大冲击，今年的诺贝尔化学奖也不例外。我们一直认为塑料是绝缘体，不过，获诺贝尔奖的化学家们却告诉我们，在一定的条件下，塑料可以像金属同样导电。他们的发明为高技术器件如手机的彩色显示屏、用计算机识别的商品用塑料电子标签等的发展铺平了道路。同步还使分子计算机、廉价并广泛使用的太阳能电池的制导致为也许。
诺贝尔化学奖得主
美国物理学家Heeger
美国化学家MacDiarmid
(新西兰)-
.
曰本化学家Shirakawa
1936
在吉大建设了以他的名字命名的试验室
导电聚合物的发现
70年代初，曰本化学家Shirakawa发现他可用一种新措施合成多炔，并可以在反应器内部出现的黑色的多炔薄膜上控制顺式和反式两种构造的比例。在一次偶尔而又充斥运气的失误中， Shirakawa向原料中多加入1000倍的催化剂，成果让Shirakawa非常吃惊：一层漂亮的银色薄膜出现了。
Shirakawa为他自已的发现所鼓励。这层银色的薄膜是由反式多炔构成，在不一样温度下所进行的对应的反应中出现了紫铜色的薄膜。紫铜色的薄膜是由顺式多炔构成。这种通过变化T和cCat来控制构成的措施后来成为发展聚合物导电体的决定性原因。
这时，在世界的此外一种地方，美国化学家MacDiarmid和物理学家Heeger正在用无机聚合物氮化硫形成的类似金属的薄膜进行试验。MacDiarmid认为他们的发现来源于曰本东京的一种学术交流会。假如没有这次会议，以及MacDiarmid在会议的咖啡 休息时间很偶尔地遇见了Shirakawa，也许这个故事到此就已结束了。
当MacDiamid得知Shirakawa发现了由有机聚合物形成的闪光薄膜后，他邀请Shirakawa到费城宾夕法尼亚大学访问。他们着手通过碘蒸气氧化改良了多炔。Shirakawa懂得在氧化过程中多炔的光学性质会发生变化．MacDiamid提议请物理学家Heeger来看一看这个膜。Heeaer让他的一位学生来测量这一薄膜的导电性，这个学生经测量发现，这个掺杂了碘的反式多炔薄膜的导电性增长了上千万倍!
1977年夏天，Heeger、MacDiamid和Shirakawa以及其他合作的同事共同将他们的发现写成题为“合成导电的有机高分子：多炔的卤素衍生物”论文，刊登在英国皇家学会出版的《化学会志》(the Jeurnal of Chemical Society， Chemical．Communications)。这一发现是一种伟大的突破，从此后来，这一领域的发展突飞猛进，并产生了许多新的激感人心的应用。
有科学家说： “目前研究更集中在半导体高分子上。但所有这一切都基于科学家们初期的基础概念。”聚合物成为具有金属性质的第一种条件是聚合物具有共轭双键，既构成聚合物的分子由单、双键交替构成。还必须是通过氧化过程移走材料中的电子，或是在材料中加入电子，这一过程被称之为掺杂。
第四章 导电高分子
所谓导电高分子是由具有共轭π键的高分子经
化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一
类高分子材料。它完全不一样于由金属或碳粉末与高
分子共混而制成的导电塑料。
一般导电高分子的构造特征是由有高分子链结
构和与链非键合的一价阴离子或阳离子共同构成。
即在导电高分子构造中，除了具有高分子链外，还
具有由“掺杂”而引入的一价对阴离子（p型掺杂）
或对阳离子（n型掺杂）。
第四章 导电高分子
导电高分子不仅具有由于掺杂而带来的金属特
性（高电导率）和半导体（p和n型）特性之外，还
具有高分子构造的可分子设计性，可加工性和密度
小等特点。
导电高分子具有特殊的构造和优秀的物理化学
性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分
子导线和分子器件、电磁屏蔽、金属防腐和隐身技
术方面有着广泛、诱人的应用前景。
第四章 导电高分子
导电高分子自发现之曰起就成为材料科学的研
究热点。通过近三十年的研究，导电高分子无论在
分子设计和材料合成
掺杂措施和掺杂机理
导电机理和加工性能
物理性能和应用技术探索
获得重要的研究进展，正在向实用化的方向前进。
本章重要简介导电高分子的构造特征和基本的物理、化学特性。
第四章 导电高分子
材料导电性的表征
根据欧姆定律，当对试样两端加上直流电压
V时，若流经试样的电流为 I，则试样的电阻R
为：
电阻的倒数称为电导，用G表达：
（4-1）
（4-2）