瑞典林雪平大学《先进材料》综述：共轭高分子驱动器和器件:进展与机遇学术资讯

来源：高分子科学前沿

共轭高分子(CPs)是一类可以被合成改性的导电高分子材料。自从Baughman 首次提出使用CPs作为驱动器电极的活性材料，经过几十年的发展，科学家们发展了各种的电化学和物理模型，去追求深刻理解CPs的结构和驱动机制。到现在为止，随着对CPs电驱动理论和实践的认识增加，具有各种微型和更大尺寸的驱动器件已被发展出来。这些器件也具有了体块、线性、弯曲、缠绕或混合等不同形态的驱动模式。

CPs作为驱动材料具有弯曲位移大，操作电压低，在直流电压和开路状态下保持应变等独特的性质。这些特点既可以形成优势也可能造成限制。随着对CPs特性的更深入的了解，科学家们有时候可以利用CP的缺点去运用于特殊的用途。比如，CPs的操作电压低，可以在体液或者细胞培养液等水溶液中进行低压（1至几伏特）驱动。所以，如何充分开发CPs响应速度慢，机电耦合效率低以及需要电解质等传统意义上的缺点，近年来正在被研究人员们在驱动器的合成、制造、设计和使用等不同角度上进行创新。目前，具有优异电化学力学特性的CPs，可以广泛地应用于不同类型的驱动装置中。

不同的CPs驱动器结构导致不同的体积膨胀，线性，弯曲双层，屈曲板，弯曲三层，和空气中弯曲三层。

近日，瑞典林雪平大学EdwinJager团队在材料学顶刊 Advanced Materials发表了题为Conjugated Polymer Actuators and Devices: Progress and Opportunities的综述。第一次对CPs制备的驱动器件的机理、结构、用途和商业化进展进行了系统的总结和评述。文章首先讨论了该领域最早的先驱Inganas等人的里程碑式工作，然后重点讨论了当前的CPs做为驱动器件的发展、未来的挑战和机遇。从用于细胞生物学和医疗工具的微机械装置，到纺织品和微型无人机，再到多功能材料和设备。在提高CP的性能方面，如应变、速度、循环寿命和可加工性方面，仍然存在挑战。开发新的可拉伸、混合和可加工的CPs，结合新的制造技术，特别是3D打印，将有助于克服这些挑战。这些开发将使CP驱动器的柔软、兼容、轻量化和静音特性成为可能。并展望了柔性CPs驱动器独特的开启商业应用的潜力。

文章的第一作者为Daniel Melling，文章的通讯作者为副教授Dr. Edwin Jager。该研究工作得到了The Erling-Persson Family Foundation, Promobilia Foundation (F17603) 和the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program (no. 825232) 的大力支持。

全文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201808210

来源：Polymer-science 高分子科学前沿

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