白川英树简介及其重要发现

白川英树

受到(SN)_x和(SNBr_y)_x共价聚合物(Alan G. MacDiarmid and physicist Alan J. Heeger)的启发，1977年,白川英树(Hideki Shirakawa)等人尝试有“金属”性质，或者至少拥有高电导率的有机高分子。他们着眼于最简单的有机聚合物(CH)_x。无论顺式或反式，(CH)_x本身就是半导体。其中，热力学更稳定的反式聚乙炔有更高的电导率[σ(273 K) = 4.4×10^-5 Ω^-1 cm^-1]。

室温下，令(CH)_x暴露在1 Torr的溴蒸气下，10 min后其电导率便上升了大约4个数量级，产生化学式为(CHBr_0.05)_x的化合物的银色薄膜，其电导率为σ(298 K) = 0.5 Ω^-1 cm^-1。更长时间的溴化产生银黑色薄膜(CHBr_0.23)_x，其有着略低的电导率σ(298 K) = 0.4 Ω^-1 cm^-1。这些薄膜在真空中和在室温下暴露于空气中至少几个小时都是稳定的。用氯气也得到了差不多的结果，但电导率的增加较小(大约3个数量级)。

而当使用碘蒸汽时，电导率有更大的提升(Fig.2)。(CH)x薄膜的外貌开始时不变，直到y=0.5之后，其开始逐渐变暗。(CHI_0.22)_x可能是当时电导率最强的共价有机聚合物。然而，对cis-(CH)_x碘化产物的研究表明其可能还要再高一个数量级。

他们认为，在卤化过程中，聚乙炔的π体系可能与卤素形成了电荷转移络合物。

白川英树教授于2000年获诺贝尔化学奖。

Fig.1 碘化对trans-(CH)x电导率的影响

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