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导电聚合物是指能够传输电荷的聚合物，这些物质结合了金属的电荷传导能力和聚合物能力的优点。由于具有导电性，使其成为导体材料的可行性选择方案。 聚吡咯、聚苯乙炔、聚苯硫醚、聚苯硫醚、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺、聚羧酸及其衍生物是工业上成功实现应用的几种导电聚合物代表性材料。2000年，研究人员Hideki Shirakawa因通过掺杂聚乙炔薄膜的开发和导电性的提高而获得诺贝尔奖。 化学氧化反应、电化学处理、气相聚合、水热法、模板辅助、静电纺丝、自组装、光催化过程、包合技术、固态过程和等离子体凝胶都被用于制备导电聚合物。 聚乙炔及其衍生物具有多功能性。聚乙炔可以使用多种技术合成，包括催化聚合、非催化聚合、其他单体的酶聚合和前驱体辅助生产。 催化剂如Ziegler-Natta催化剂或 Luttinger催化剂用于催化聚合的生产。聚苯胺是最有趣、研究最广泛的导电聚合物之一。生产聚苯胺最简单的方法之一是氧化法。聚苯胺也通过表面改性合成，其中苯胺单体溶解在萃取液如甲苯中。 聚吡咯作为一种主要的导电聚合物，可通过电化学合成获得。聚对苯撑是由芳香类苯核组成的大分子。第一个化学合成的聚对苯撑是通过称为Wurtz–Fittig反应的金属键合过程实现的。 直接苯分子氧化通常用于聚对苯撑的生产。聚噻吩已成功地通过化学方法如直接溶胶-凝胶、氧化生产、有机金属键合工艺、电聚合、模板辅助配方以及热和溶剂热工艺生产。 导电聚合物的电学性质 物质的电子能带结构通常用来描述其电特性。带隙和价带之间的能量差区分了绝缘体和导体。本征导电材料的带隙较窄，导带和价带重叠。 所有导电聚合物的聚合物主链都有共轭连接，这对电子迁移至关重要。未掺杂的初始聚合物可以用作绝缘体或半导体，并且导电率随着污染物浓度的增加而增加。掺杂分为两种类型：p型掺杂和n型掺杂，掺杂剂产生带正电和带负电的极化子/双极化子。 在共轭聚合物导电机制中，电荷载流子对传输至关重要。导电聚合物中的载流子不仅在缺陷区域跳跃，而且在层间间隔跳跃。根据Mott的说法，介电性能受温度和浓度的影响。Mott模型已成功地用于描述多晶型和有机聚合物中的传导过程，该理论试图研究热对传导的影响。
用扫描电子显微镜观察聚噻吩颗粒 导电聚合物的光学特性 由于聚合物主链中存在p键，共轭聚合物的电子构型是各向异性和准一维。亚间隙光子变化发生在聚合物基体中，而掺杂通过振幅偏移引起电荷迁移率。 在导电聚合物中发现了电致发光现象，最初记录在聚对苯撑乙烯中。当导电聚合物掺杂富勒烯时，它们表现出独特的光学特性，二取代聚乙炔比未掺杂或单取代聚乙炔表现出更好的光致发光量子产率。导电聚合物的光学变化是化学反应以及外部变量（如聚合物基体上的应变效应和平面度变化）的结果。 导电聚合物的应用 聚合物材料有多种用途。离子导电聚合物用于锂电池等能源应用。导电聚合物由于电性能、较高的电容、优异的吸波性能、较强的氧化还原反应性和优异的电化学性能，有着广泛的用途。 导电聚合物有各种形态，如薄膜、纳米粒子、水凝胶、棒状结构等。这些不同的形态具有不同的电子、生物力学和光学特征。聚苯胺的机械性能因其易于制造、氧化还原性能和渗透性而被有效地用于柔性超级电容器电极的构建。导电聚合物和导电聚合物着色涂料在防腐中起着关键作用。 导电聚合物作为耐腐蚀涂层的组成部分受到了广泛关注，因为它们能够通过阳极氧化过程和膜表面的O2还原来保持金属的持久接受性。导电聚合物，尤其是聚苯胺，还具有在降解时调节抑制剂释放的特性。另一方面，化学合成的聚苯胺/CdO复合材料在紫外线和太阳辐射下表现出良好的染料去除能力。 导电聚合物如聚苯胺、聚吡咯和PDOT，在吸收IR的同时，危险性要小得多。因此，这些聚合物通常用于体内和体外细胞研究。此外，由于其出色的 48.5% 的光动力效率，合成的聚苯胺杂化物在光热处理中具有广阔的前景，因为它们具有高数量的强近红外吸收率、理想尺寸、良好的水分分布和48.5%的高光热效率。 |
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