新型有机聚合物混合物可使塑料电子元件在高温下发挥作用

从地球上的iPhone到火星上的火星车，大多数电子设备只能在一定的温度范围内工作。通过将两种有机材料混合在一起，普渡大学的研究人员可以制造出能承受极端高温的电子产品。

根据周四发表在“科学”杂志上的一篇论文，这种新型塑料材料可以在高达220摄氏度(428华氏度)的温度下可靠地导电。

“商用电子产品的工作温度在零下40到85摄氏度之间。超出这个范围，他们就会出现故障，”普渡大学有机化学教授梅建国说。“我们通过将两种聚合物混合在一起，创造出一种可以在高温下运行的材料。”

其中一个是半导体，它可以导电，另一个是传统的绝缘聚合物，这是你想到普通塑料时可能会想到的。为了使这项技术适用于电子产品，研究人员不仅可以将两者融合在一起 - 他们不得不修补比率。

“其中一种塑料可以传输电荷，另一种塑料可以承受高温，”该论文的第一作者，普渡大学研究生研究员Aristide Gumyusenge说。“当你把它们混合在一起时，你必须找到合适的比例，以便它们很好地融合，而另一个则不会占据另一个。”

研究人员发现了一些对于使这项工作至关重要的特性。这两种材料需要与混合相容，并且每种材料应以大致相同的比例存在。这导致有组织的互穿网络，允许电荷在整个极端温度下保持其形状的同时均匀地流动。

关于这种新材料最令人印象深刻的不是它在极端温度下导电的能力，而是它的性能似乎没有改变。通常，电子产品的性能取决于温度 - 想想你的笔记本电脑在气候控制办公室和亚利桑那州沙漠中的工作速度。这些新型聚合物共混物的性能在很宽的温度范围内保持稳定。

极端温度电子设备可能对南极洲的科学家或徘徊在撒哈拉沙漠的旅行者有用，但它们对于各地的汽车和飞机的运行也至关重要。在移动的车辆中，排气非常热，传感器不能太靠近，必须远程监控燃料消耗。如果传感器可以直接连接到排气装置，操作员可以获得更准确的读数。这对于拥有数十万个传感器的飞机尤为重要。

“许多应用受限于这些塑料在高温下会破裂的事实，这可能是改变这种情况的一种方式，”普渡大学化学工程教授Brett Savoie说。“在许多应用中，太阳能电池，晶体管和传感器都需要承受大的温度变化，因此在高温下处理稳定性问题对于聚合物电子产品来说至关重要。”

研究人员将进行进一步的实验，以确定新材料的真实温度限制(高和低)。梅说，让有机电子产品在寒冷的寒冷中工作比让它们在极端高温下工作更加困难。

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