超導高分子聚合物的研究進展53276

1、超導高分子聚合物的研究進展超導高分子聚合物的研究進展5327653276超導高分子聚合物的研究進展.txt愛人是路，朋友是樹，人生只有一條路，一條路上多棵樹，有錢的時候莫忘路，缺錢的時候靠靠樹，幸福的時候別迷路，休息的時候靠靠樹！摘要：本文介紹了超導和導電高分子材料簡要發(fā)展，對超導和高分子材料兩個學科的交叉前景做了展望，并對有機高分子超導聚合物的可能性做了一個初步的展望。關(guān)鍵詞：超導、導電高分子、有機、研究、發(fā)展一、超導的發(fā)現(xiàn)1911年

2、，荷蘭科學家Onnes意外地發(fā)現(xiàn)，將汞冷卻到268.98C時，汞的電阻突然消失[1]；后來他又發(fā)現(xiàn)許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性。導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應(yīng)此時的導體變?yōu)椤俺瑢w”。這一發(fā)現(xiàn)引起了世界范圍內(nèi)的震動，他也因此獲得1913年諾貝爾獎物理學獎。超導體沒有電阻，電流流經(jīng)超導體時就不發(fā)生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導線中形成強大的電流而無損耗，也可以產(chǎn)生超強磁場。超導的發(fā)現(xiàn)不

3、僅有極大理論價值，而且展現(xiàn)了極好的應(yīng)用前景。超導的神奇性，以及其表現(xiàn)出的誘人的前景吸引了世界各地的眾多科學家投身于超導的研究，1957年美國科學家Bardeen、Cooper、Schrieffer三人密切合作，在前人研究的基礎(chǔ)上，成功的提出了第一個超導微觀理論，并以他們?nèi)嗣值牡谝粋€字母命名為BCS理論[2]，BCS理論可以比較好的解釋一些超導現(xiàn)象，對超導的發(fā)展起到了相當?shù)拇龠M作用，他們?nèi)艘惨虼双@得1972年諾貝爾物理學獎，但他們的

4、理論在無法更好的解釋高溫超導。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前超導材料也從純的金屬擴大到合金、陶瓷和有機物，特別是陶瓷超導體是目前高溫超導研究的熱點。1986年瑞士科學家Bednz三、有機超導的發(fā)現(xiàn)法國科學家Jerome于1980年發(fā)現(xiàn)了第一個有機超導體[7]，以四甲基四硒富瓦烯（TMTsF）為基礎(chǔ)的化合物，其分子結(jié)構(gòu)是(TMTSF)2PF6，該材料在12kbar的壓力下，超導轉(zhuǎn)變溫度Tc為0.9K。1991年美國科學家Hebard發(fā)現(xiàn)了K3C60

5、，這是布基球C60的一種鉀鹽，其轉(zhuǎn)變溫度為19K[9]。后來，科學家們又研究了多種C60和類似結(jié)構(gòu)碳材料的超導性能，這類超導體屬于三維結(jié)構(gòu)，是一種很有前途的有機超導體。以往的超導體都是金屬材料，金屬材料中含有自由的電子，容易形成電流。有機材料通過共價鏈連接，電子受束縛，因此不易形成電流，成為超導體更不容易。有機超導的發(fā)現(xiàn)，為超導材料的發(fā)展提供了新的思路。但目前發(fā)現(xiàn)這些有機超導都是小分子材料，小分子材料在加工性能不是太好，其研究和未來可能

6、的應(yīng)用必然會受到限制。四、導電高分子的發(fā)明1976年，白川英樹、Heeger和MacDiar研究發(fā)現(xiàn)，聚乙炔經(jīng)過攙雜后可從絕緣體變?yōu)殂~一樣的導體[11]。導電高分子材料的出現(xiàn)，從此開創(chuàng)了高分子領(lǐng)域一個新的天地，他們?nèi)艘惨虼双@得了2000年諾貝爾化學獎。經(jīng)過30多年的發(fā)展，導電高分子材料已經(jīng)從實驗室逐漸走向?qū)嵱?。導電高分子材料也從最初的聚乙炔發(fā)展到聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙烯咔唑、聚對苯乙烯、C60聚合物復合體系等數(shù)十種高分子化合物。