导电聚合物（CP）及其共混物的电子输运模型主要考虑共轭链的排列，而忽略了名义上的绝缘组分对输运的贡献。

近日，斯坦福大学Scott T. Keene，Alberto Salleo，利物浦大学Alessandro Troisi通过一个原型CP共混物证明了非导电组分的化学结构对载流子迁移率具有实质性的影响。

文章要点

1）结果表明，通过非导电元件的电子传输在本质上并不是低效的。也就是说，在绝缘体丰富的区域，电子传输可以通过一种迄今为止被忽视的隧穿机制相当有效地进行，这种机制的效率敏感地依赖于绝缘体成分的化学组成。

2）利用基于分子动力学(MD)模拟微观结构的多尺度传输模型，研究人员发现，单链间隧道机制可以捕获含37 ~ 2.6 wt %导体的CP共混体系的电荷传输特性。

3）此外，研究人员提出了更广泛的观点，即在混合相CPs和共混物中，电子输运不能简化为通过由导电相和纯绝缘相组成的复合材料的渗透。相反，在假设的绝缘相中的传输是不可忽略的，并且可以通过引入芳香官能团显著地增强，这有助于在孤立的CP链之间的远程隧穿（约2.1 ~ 2.9 nm）。

研究工作可扩展到热电或人工突触等系统，在这些系统中，混合被用来微调产生材料的电子导电性和电荷密度，以及用于需要在离子导电相中高效电子传输的利用混合离子和电子传导的电化学器件。

参考文献

Scott T. Keene, et al, Efficient Electronic Tunneling Governs Transport in Conducting Polymer-Insulator Blends, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI：10.1021/jacs.2c02139

https://doi.org/10.1021/jacs.2c02139