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聚合物

可控自由基聚合的工业实现

从成本密集的研发工作到用于商业进而开始赚钱需要一个过程。对于历史上大多数工艺发展来说这是事实,对于可控自由基聚合及其工业用途来说这当然也是事实。最近在Macromolecular Reaction Engineering杂志上发表的专题Reaction Engineering and Industrial Aspects of Controlled/Living Radical Polymerization着重说明了该领域的最新趋势及成就。Shiping Zhu(McMaster University, Hamilton ) 继续阅读”可控自由基聚合的工业实现” »

材料

封面故事回顾:可变形的场效应晶体管(FETs)

近期推出的iPad再一次提高了追逐终极便携式计算设备的门槛。我们可以使用的这些玩具正变得更加完善,配有更好的电源、更快的载入速度、更大的内存、更清晰的图片、更鲜明的颜色。电子图书阅读器、上网本及平板电脑正迅速普及,但仍存在笨拙难操作的问题。无论它们刚拿到手上时表现得如何轻便,但放在包中背着到处跑上一天终究还是很累人。印刷版的报纸并不重,那为什么会出现电子版的报纸呢?

对此,可能正在寻找解决方法,因为目前正在进行大量有关可变形有机电子的研究。聚合半导体在这方面特别有前景,因为它们生产成本低廉,易于加工,是大屏显示器的理想选择。而且其较强的电荷迁移性也适宜商业用途,但是其生产过程中的挑战之一就是要避免出现电荷捕获的现象。层状上的结构缺陷是常见的罪魁祸首,因此开发可作为有机场效应晶体管(OFETs)材料的一个主要目标就是提高它们的分子自组织能力。

Klaus Müllen、Wojciech Pisula以及他们在德国美因兹马普研究所、丹麦技术大学及挪威科技大学的同事们采用他们之前已用过的聚合半导体获取有机场效应晶体管设备,并在合成后进行改善,以增加其分子量。这本身就产生了更好的分子结构,但是他们却没有完成到这一步。通过浸涂聚合体到基片上形成有机场效应晶体管的半导体涂层,并形成长期的定向排列,使得薄膜结构整齐有序,不易损坏,并由此产生更快的电荷输送,极大地改善有机场效应晶体管的性能。

塑料薄膜上的电子结构单元能制造晶体管,为制造塑料电子设备铺好道路。试想,一个并不比纸张厚的电子图书阅读器,还可以卷起来运输或存储。这类应用也许暂时还没出现,但这是封面图片的一种未来趋势,配有浸涂槽可变形显示器,且整齐的聚合物晶体管替代图像后面的传统电子线路。前台和后台有一些以前准备的版本以体现可变形的特点。还有一些额外的棕色点以在显示器展示先进的材料图库(仔细注视……)。

W. Pisula, K. Muellen et al., Adv. Mater. ; DOI: 10.1002/adma.200802032

材料

石墨烯混合物的可控湿润性 – 摇晃而非搅拌

超疏水表面或超亲水表面在现代生活中用途广泛,比如不粘炊具、自动清洗表面、防水涂料、吸汗衣等。关于自然界中(例如与荷叶的效应)产生这些效应的原因的研究显示控制表面湿润性的关键点之一就是表面的粗糙程度。微小尺度或纳米尺度表面的特殊结构能透露其湿润性。其他主要关键点就是化学成分。Nikhil Koratkar及其在RPI的团队与在北京的同事使用石墨烯薄片(单原子厚度的碳片)、近距离声波定位器及一些水与丙酮已经成功地开发出一种快速、简单及完全可控的方法使得表面超疏水、超亲水或介于两者之间。该团队将石墨烯在纯水、纯丙酮或者两者的混合物中进行稀释;然后对稀释的混合物进行声波处理,之后将溶剂滴到表面进行更改,最后使其变干。水接触角的测试表明在水中进行声波降解的石墨烯涂层是亲水性的,在丙酮中进行声波降解的石墨烯涂层是疏水性的,而在水与丙酮混合物中进行声波降解的石墨烯涂层根据溶剂的相对浓度(比如:混合物中的丙酮越多,就表现出更强的疏水性)表现出更强或更弱的湿润性。 继续阅读”石墨烯混合物的可控湿润性 – 摇晃而非搅拌” »

能源与环境 | 访谈

对话Jaephil Cho教授: 韩国的能源研究

Materials Views最近采访了在电池领域成绩卓然的Jaephil Cho教授,  Cho还是新成立的韩国蔚山国立科技学院 ( Ulsan National Institute of Science & Technology) 绿色能源学院的院长。访谈主要围绕韩国的能源研究。

MV:目前韩国的主要科研重点在什么领域?能源研究适合哪个方面?

JPC: 在韩国,新一代聚合技术是主要的科研重点,比如绿色能源、显示器及半导体。其中,绿色能源是主要的关注领域,锂离子电池及太阳能电池也得到大量关注。

MV:韩国当前的能源来自哪里?

JPC:韩国当前的大多数能源来自火力(煤炭)及核电厂。

MV:韩国能源研究的主要驱动力是什么?

JPC:能源研究的主要驱动力来自政府、知识经济部(MKE) 及教育科技部(MEST)。他们已经发动了与绿色能源有关的大型研发项目。

MV:韩国的能源研究中,哪个方面的能力最强?

JPC:最强的领域是锂离子电池。大约5年前,两大韩国锂离子电池制造商(Samsung SDI及LG Chemical)仅占不到10%的世界市场份额(而日本占90%的市场份额)。但去年,这两大制造商跻身世界前五大锂离子制造商之列,占有市场份额达到35%(排名第二)。目前,这方面投入了最顶级的科研努力,以研制插入式混合动力电动汽车(HEVs)及KWh/MWh能源存储装置。 继续阅读”对话Jaephil Cho教授: 韩国的能源研究” »

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