新的有机聚合物混合物可以使塑料电子元件在高温下工作而不牺牲性能

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够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，这种新的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。超过这个范围，它们就会分解，”普渡大学有机化学教授梅建国说。"我们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。"

其中一种是半导体，可以导电，另一种是传统的绝缘聚合物，想到普通塑料你可能会想到。为了将这项技术应用于电子产品，研究人员不仅可以将两者融合在一起——他们还必须修复比例。

“其中一种塑料可以转移电荷，另一种可以耐高温，”论文第一作者、普渡大学研究生研究员阿里斯蒂德古姆尤森格(Aristide Gumyusenge)说。“当你将它们混合在一起时，你必须找到正确的比例，以便它们很好地融合，而另一个不会占用另一个。”

研究人员发现了一些对这项工作至关重要的特征。这两种材料需要能够混合，并且每种材料应该以大致相同的比例存在。这导致了有组织的互穿网络，允许电荷均匀流动，同时在整个极端温度下保持其形状。

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变化。通常情况下，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是稳定的。

极端温度电子设备可能对南极洲的科学家或在撒哈拉沙漠漫步的旅行者有用，但它们对各地汽车和飞机的运行也是必不可少的。在行驶的车辆中，废气非常热，因此传感器不能太近，必须远程监控油耗。如果传感器可以直接连接到排气装置，操作者可以获得更准确的读数。这对于有几十万个传感器的飞机尤其重要。

“许多应用受到这些塑料在高温下会开裂的限制，这可能是改变这种情况的一种方法，”普渡大学化学工程教授布雷特萨瓦(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较大的温度变化，因此处理聚合物电子产品在高温下的稳定性问题至关重要。”

研究人员将进行进一步的实验，以确定新材料的真实温度极限(高和低)。梅说，让有机电子产品在低温下工作比在极端高温下工作更困难。

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