近日，东南大学化学化工学院张久洋教授团队在材料领域顶级期刊Matter发表题为“Rheological conductor from liquid metal-polymer composites”的研究成果，为高分子电子材料领域的发展扩宽了道路。
聚合物的时温等效原理（Time-temperature superposition principle, TTS）是高分子教科书中一项有趣且重要的基本原理。该原理综合描述了时间和温度对聚合物链的协同作用，即延长观察时间和升高温度对高分子的应变有相同的影响。这就使我们能够通过调节温度推测较长时间尺度的力学行为，大大提高了实验效率。如果能够将这一理论运用到电子材料，将极大的扩展高分子电子材料的应用领域。本工作研究了聚合物流变行为和电行为之间的关系并开发了一种新型的流变学导体（rheological conductor, RhC），有助于推动未来机器人技术、智能设备和工业设施的发展。
这项工作成功地将聚合物的链松弛引入了导电材料，并从液态金属 (liquid metal, LM)聚合物复合材料中创造了一种特殊的“流变学导体”。通过温度/时间调节，这种导体可以实现几个数量级的电阻变化。而且这种流变学导体的电学行为转变温度与聚合物流变转变温度（Tg和 Tf）高度一致。与聚合物的时间-温度叠加理论类似，我们也可以通过构建主曲线来有效预测流变学导体在不同温度或者不同时间的电导率。通过进一步的聚合物流变实验和理论分析，本研究成功地证明了电导率和聚合物链松弛之间确实存在内在的联系。其中，聚合物链动力学为流变学导体提供了温度、时间和电压的多重电阻响应，这明显区别于传统导体。这项工作开创了一条高分子电子材料研究的新途径，并在高科技设备中提供了多种应用。
论文第一通讯作者为张久洋教授，第一作者为彭燕博士研究生，东南大学为第一通讯单位。该研究成果得到国家自然科学基金（No.21774020, 21504013）的资助。
论文链接: https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(21)00344-1#%20
