摘要：研究人员发现，新发现的有机硅变体是一个半导体，这是材料类别仅绝缘的抬高假设。...

密歇根大学的研究人员发现了一个新发现的硅树脂变体是一个半导体，这是一种抬高的假设，即材料类仅是绝缘的。

U-M材料科学与工程学教授以及大型分子科学和工程学的作者Richard Laine说：“该材料为新型的平板显示器，灵活的光伏传感器，可穿戴传感器甚至衣服打开了机会大分子快速通信。

硅油和橡胶 - 多硅氧烷和西塞斯喹硫代烷 - 传统上是绝缘材料，这意味着它们可以抵抗电或热量的流动。它们的防水特性使其在生物医学设备，密封剂，电子涂料等方面有用。

同时，常规半导体通常是刚性的。半导体有机硅具有使描述的柔性电子产品以及有多种颜色的硅酮。

在分子水平上，有机硅由交替的硅和氧原子（Si-O-o-si）的骨架组成，该基础具有与硅的有机（基于碳基）基团。当聚合物链相互连接时，出现了各种3D形成，称为交联，它改变了材料的物理特性，例如强度或溶解度。

在研究硅酮中不同的交联结构的同时，研究团队偶然发现了共聚物中的电导率的潜力，该聚合物是一个聚合物链，其中包含两种不同类型的重复单元 - 在这种情况下，笼子结构化，然后是线性硅。

电导率的可能性是由于电子可以在带有重叠轨道的Si -O- Si键上移动的方式。半导体有两个主要状态：不进行电力的基态和一个指导状态。当某些电子跳到下一个电子轨道时，传导状态（也称为激发态）就会发生，该轨道像金属一样连接到整个材料上。

通常，si -o -si键角不允许使用该连接。在110°时，它们距离直线180°很长。但是在团队发现的有机硅共聚物中，这些键在基态下以140°的速度开始 - 它们以激发状态延伸至150°。这足以创建一条高速公路以进行电荷流动。

莱恩说：“这允许电子在这些共聚物中的多种键之间发生意外的相互作用。” “链长的时间越长，电子就越容易行驶更长的距离，减少吸收光的能量，然后在较低的能量下排放它。”

有机硅共聚物的半导体特性也使其颜色光谱。电子通过吸收和发射光子或光颗粒在地面和激发态之间跳跃。光发射取决于莱恩团队可以控制的共聚物链的长度。较长的链长意味着较小的跳跃和较低的能量光子，使硅酮具有红色。较短的链需要从电子中跳得更大的跳跃，因此它们向光谱的蓝色端发出了更高的能量光。

为了证明链长与光吸收和发射之间的联系，研究人员将具有不同链长的共聚物分开，并将它们从长到短的测试管中排列。在管子上闪耀紫外线会产生完整的彩虹，因为每个彩虹都会吸收并在不同能量下发出光。

基于共聚物链长度的彩色阵列特别是独特的，因为到目前为止，硅胶仅被称为透明或白色，因为它们的绝缘性能使它们无法吸收太多光。

U-M材料科学和工程学专业的学生兼研究的首席作者Zijing（Jackie）Zhang说：“我们正在采用一种材料，每个人都认为是电的，并给了它新的生活 - 可以为下一代柔软，灵活的电子产品提供动力。”

该研究由美国国家科学基金会（2103628）和泰国国家科学，研究与创新基金（NSRF）通过人力资源与机构发展，研究与创新计划管理部门（B16F640099）资助。