曹镛教授[右1]

   

    1975年，在钱人元先生领导下开始从事有机固体及导电聚合物研究。二十余年来，一直在该研究领域前沿从事研究工作，取得了一系列创造性科研成果：已发表有关论文138篇，其中2篇发表在NATRUE杂志上，SCI录用111篇，国内外刊物他人引用3026次（附件3，下同），其中在中科院化学所发表的论文SCI他人引用近495次。已获得专利13项，其中中国专利1项、美国专利12项，另有7项美国专利及一项中国专利在审查中。学术成就和得到国际学术界广泛承认的贡献主要有以下几个方面：

    （1）与中国科学院长春应化所王佛松先生合作成功地进行了用稀土催化剂合成聚乙炔（与此同时沈之荃先生在浙大也进行了同样的工作）。这一工作不仅在国际上首次实现稀土催化聚乙炔的合成，得到了有新的结构和形貌特色聚乙炔的品种，而且是导电聚合物研究领域在我国发端的标志。此外与其他同志合作用多种手段对聚乙炔等导电聚合物的掺杂机制进行了深入研究。

　　（2）在国际上率先用经分离纯化后的苯胺、噻吩的齐聚物进行掺杂并研究其结构与性能的关系。将其结果与相同结构的导电聚合物进行比较从而对难于表征的高导聚合物（当时所有导电聚合物掺杂后都不溶不熔）的结构与性能关系得到比较明确的结论；对苯胺及掺杂苯胺齐聚物的电子光谱、红外光谱、核磁特性及其与电导的相关性做了全面的研究。此研究结果被众多实验室所采用。而噻吩齐聚物的工作目前已发展成一类重要的高迁移率器件材料。

　　（3）与中国科学院物理所磁学国家重点实验室赵建高教授合作在国内开拓了有机及高分子铁磁体的研究领域。与传统无机铁磁材料相比，有机铁磁材料比重轻、易加工，具有重大的经济与应用前景。

　　（4）在国防科工委支持下，首先对导电聚苯胺的微波吸收特性进行了研究，发现了一批具有优异微波吸收特性的导电聚苯胺体系并对其结构与微波吸收特性的关系进行了深入研究。在当时（1988年前）国际与国内科学及专利文献中导电聚苯胺的这一特性均未见有过报导。此研究结果获中国发明专利1项，并获中国科学院科技进步三等奖。

　　（5）自1976年发现聚乙炔掺杂实现高电导以后的10年中，导电聚合物的研究在理论和实验方面都得到飞速的发展。但始终存在的一个难题是：所有导电聚合物经掺杂后虽获得了高导，但同时失掉了加工性，变成不溶不熔的材料。使其应用的可能性大为降低。从1985年起，在化学所工作期间即把探索解决这一问题的途径作为自己的主要研究方向之一并作出了一些有益的探索。在知名物理学家、2000年诺贝尔化学奖获得者A.J.Heeger教授及高分子物理学家P. Smith教授的支持和合作下，首次提出了“对阴离子诱导加工性”（Conter- Ion Induced Processibility）这一新的慨念，并从实验上实现了使高导聚苯胺从非极性有机溶剂或通用高方子熔体中加工成高导电材料（薄膜，纤维等）。同时发现通过对阴离子与溶剂及聚苯胺主链间的相互作用，可改变聚苯胺主链的链结构与构象从而使通过这一方法加工后的聚苯胺具有比一般方法所得到的电导高出一个数量级以上。这样第一次实现了人们开展导电聚合物最初的梦想-研制出同时具有高电导及加工性的导电聚合物。

　　还发现了这种对阴离子与溶剂（或熔体）及聚苯胺主链的独特的相互作用，导致一系列新的现象与特性。例如仅通过改变溶剂（或对阴离子）可使聚苯胺电导变化达6-7个数量级，从而可以实现在大范围内根据应用需要调整材料的电导率；首次观测到导电聚合物浓溶液的液晶行为及液态下的金属电导行为；得到了电导阈值在聚苯胺浓度低达0.1%的聚苯胺与通用高分子共混体系。这些新现象与特性具有广泛的实用价值，同时也有重要的科学意义。此研究成果已转让给NESTE公司进行商品化生产，其产品有可能在防静电材料、抗电磁波屏蔽、光电器件的透明电极等方面得到广泛应用。同时这一新的概念与方法已被很多导电聚合物研究者所采用跟踪，并已被推广到其他导电聚合物如聚吡咯等，成为近年来导电聚合物研究的一个重要方向。

　　（6） 1994年以来，我的研究工作重心转向高分子发光材料及器件的研究，并取得一系列在这一领域中带突破性的进展。与物理研究人员合作成功地用可溶性高导聚苯胺涂复在聚脂（PET）薄膜上取代ITO作为透明电极，首次在国际上实现可弯曲的大面积塑料发光二极管，论文发表在NATURE上（SCI引用474次）。通过对发光高分子材料与金属电极界面特性的研究，使器件的长期工作稳定性达到实用要求（初始光强100cd/m2时连续运转达2万小时以上）；提出一种新的方法，使用铝等较稳定的金属作阴极，其电萤光效率达到甚至超过钙等低功函数金属作阴极的量子效率；对电荧光及光荧光效率的关联提出了新的认识。按目前公认的传统的概念，电荧光量子效率不可能超过其光荧光效率的25%.我们已用严密的实验表明，有可能通过改变三线态与单线态之散射截面来突破这一理论极限。这一结果表明在高分子发光器件上有可能得到比目前高得多的电荧光量子效率，具有重要的科学意义和实际意义。这一研究结果发表在NATURE上后得到这一领域主要学者的认同，见文献Bredas et al， Phys. Rev. Letter， 84 （2000）131、R. Friend et al， NATURE，404（2000）481和Z.V. Vardeny et al， NATURE 409（2001）496.

    （7）1999年回国到华南理工大学工作后，筹建高分子光电材料及器件研究所，至今已建成具有国内外先进水平的材料合成及器件制备表征实验室。该实验室已被广东省认定为广东省重点高分子材料实验室的一部分。目前承担重要研究项目有：国家自然科学基金重大项目子课题一项、广东省重大创新项目一项及面上基金两项，目正在积极参与组织申报国家“十五”科技重大专项“平板显示”有关工作，力争使我国在这一高科技产业国际竞争中占有一席之地。

　　目前已在高分子发光器件、高分子异质结光电池、导电聚合物场致发射阴极等方面取得重大进展。最近，在高分子发光材料与器件方面已经合成出一批高效红、绿、蓝三基色高分子发光材料，红色材料的电致发光（EL）外量子效率达到2.5%，绿色材料EL外量子效率超过5%，这些指标已经接近国际报导最高水平。器件方面已经得到7X40点阵单色字符显示屏，目前正在研制开发96X64手机用单色图像点阵显示屏。

　　在聚合物光电池方面已研制出MEHPPV与C60的衍生物的纳米颗粒所形成的异质结光电池。并研究了用丝网印刷的方式形成大面积器件的方法。目前单波长能量专换效率已超过5%.发现用导电聚合纳米结构作发射阴极可以得到超低发射阈值的场发射器件。该技术有望发展成一种新型超低工作电压的显示器件。该工作已申请中国发明专利一项（导电聚合物及其共混系在场致发射阴极上的应用，申请号107634.8（2001年3月13日））。

[信息来源:《南方网》编辑：何静文]

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