曹镛的成就

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1998年前主要从事导电聚合物的结构与性能关系及发光材料与器件研究，曾提出了“对阴离子诱导加工性”新概念，实现了使高导聚苯胺从非极性有机溶剂或通用高分子熔体中加工成高导电材料，首次在国际上实现可弯曲的大面积塑料发光二极管，通过对发光高分子材料与金属电极界面特性的研究，改进了器件的长期工作稳定性，提出在聚合物发光二极管中电荧光量子效率有可能突破25% 的量子统计规则，1998年后在华南理工大学主要参与合成一系列新型(含硒、含硅)等窄带隙光电高分子材料及单链白光材料等，首次实现用银胶做阴极的全印刷聚合物发光器件，报道了一种能量转换效率可以达到5%的异质结聚合物太阳电池新型给体材料。在光电高分子材料及器件研究方面共发表有关论文350余篇，据ISI检索(至2008年9月)他人引用总计超过6000余次，h-因子54；已获得授权美国专利21项，中国发明专利4项。1988获国家科委授予有突出贡献的中青年科学家称号。参与获得1988年国家自然科学二等奖，在应用研究发面，已获得18项美国专利、2项中国专利。研究成果有机导体的研究1988年获国家自然科学二等奖。在国内外学术期刊上发表论文200余篇，发表的论文被他人引用3000多次。据美国ISI公司统计，1991年至2000年10年间全世界在导电聚合物领域发表论文和被引用情况，按被引用最多的论文排名，曹镛教授发表在《Nature》上的有关柔性LED的论文排名第2，发表在《Synth.Met.》上的有关对阴离子诱导掺杂制备可溶性导电聚苯胺的论文排名第6；按作者排名，他发表的论文总数排名第10，平均每篇论文被引用数排名第5。

2010年曹镛教授主持的新型高分子光电功能材料及发光器件项目获得国家自然科学二等奖。 1)Structure of trans-polyacetylene prepared by rare-earth catalyst Makromol. Chem., Rapid Commun., 3(10)(1982)687-92 Cao, yong; Qian, Renyuan; Wang Fosong; Zhao, Xiaojing

2) Spectroscopic and electrical characterization of some aniline oligomers and polyaniline Synth. Met., 16(3)(1986)305-15 Yong Cao; Suzhen Li; Zhijiann Xue; Ding Guo

3) Soluble polyaniline Li, Suzhen; Cao, Yong; Xue, Zhijian Synth. Met., 20(2)(1987)141-9

4) Counter-ion induced processibility of conducting polyaniline and of conducting polyblends of polyaniline in bulk polymers Cao, Yong; Smith, Paul; Heeger, Alan J. Synth. Met., 48(1)(1992)91-7

5) Flexible light-emitting diodes made from soluble conducting polymers； Gustafsson, G.; Cao, Y.; Treacy, G. M.; Klavetter, F.; Colaneri, N.; Heeger, A. J. Nature (London), 357(6378)(1992)477-9

6) Improved quantum efficiency for electroluminescence in semiconducting polymers。 Y. Cao, I. D. Parker, G. Yu, C. Zhang and A.J. Heeger, Nature (London), 397(6718)(1999)414

7) Highly efficient electrophosphorescent devices based on conjugated polymers doped with iridium complexes Weiguo Zhu, Yueqi Mo, Min Yuan, Wei Yang, Yong Cao* Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 2045

8) High-Efficiency,Environment-Friendly Electroluminescent Polymers with Stable High Work Function Metal as a Cathode: Green- and Yellow-Emitting Conjugated Polyfluorene Polyelectrolytes and Their Neutral Precursors Fei Huang, Lintao Hou, Hongbin Wu, Xiaohui Wang, Huilin Shen, Wei Cao, Wei Yang, Yong Cao* J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9845

9) Efficient electron injection from a bilayer cathode consisting of aluminum and alcohol-water-solubleconjugated polymers Wu, H. B.; Huang, F.; Mo, Y. Q.; Yang, W.; Wang, D. L.; Peng, J. B.; Cao, Y.* Adv. Mater. 2004, 16 (20): 1826

10) Polymer Light-Emitting Diodes with Cathodes Printed from Conducting Ag Paste Wenjin Zeng, Hongbin Wu, Chi Zhang, Fei Huang, Junbiao Peng, Wei Yang, and YongCao* Adv. Mater., 19(2007)810

11) High-Efficiency White-Light Emission from a Single Copolymer: Fluorescent Blue, Green, and Red Chromophores on a Conjugated Polymer Backbone** Jie Luo, Xianzhen Li, Qiong Hou, Junbiao Peng, Wei Yang, and Yong Cao* Adv. Mater., 19(2007)1113

12) High-performance polymer heterojunction solar cells of a polysilafluorene derivative Ergang Wang, Li Wang, Linfeng Lan, Chan Luo, Wenliu Zhuang,, Junbiao Peng, and Yong Cao* Appl. Phys. Letter, 92(2008)0333307

13) High-Triplet-Energy Poly(9,90-bis(2-ethylhexyl)-3,6-fluorene) as Host for Blue and Green Phosphorescent Complexes Zhonglian Wu, Yan Xiong, Jianhua Zou, Lei Wang, Jincheng Liu, Qiliang Chen, Wei Yang, Junbiao Peng, and Yong Cao* Adv. Mater. 20(2008)2359

14) Efficient Single Active Layer Electrophosphorescent White Polymer Light-Emitting Diodes HongbinWu, Jianhua Zou, Feng Liu, Lei Wang, Alexander Mikhailovsky, Guillermo C. Bazan*, Wei Yang, and Yong Cao* Adv. Mater. 20(2008)696 1) Processible forms of electrically conductive polyaniline, Y. Cao, P. Smith and A.J. Heeger, U.S. patent 5,232,631 (1993)

2) Optical quality transparent conductors, Electrically active polymer compositions P.Smith, A. J. Heeger, Y. Cao U.S. Patent, 5968416 (1999)

3) Electrically active polymer compositions and their use in efficient, low operating voltage, polymer light-emitting diodes with air-stable cathodes Yong Cao US patent 6284435(2001)

4)ultra-thin layer alkaline earth metals as stable electron-injecting cathodes for polymer light emitting diodes Yong Cao U.S. patent 6,452,218(2002)

5) Thin metal-oxide layer as stable electron-injecting electrode for light emitting diodes Yong Cao U.S. patent 6,563,262

6) High resistance polyaniline useful in high efficiency pixellated polymer electronic displays Chi Zhang, Yong Cao U.S. patent 6,866,946 （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(Counter- 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,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。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等。

（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，包含高分子材料合成和器件物理两大部分，仪器设备以进口为主，达到国际水平。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、科技部“973”前期基础项目1项、广东省重大创新项目一项及面上基金两项、广州市纳米专项项目1项。此外，还承担国家十五”863重大专项 高清晰度平板显示和作为首席科学家之一主持“973有机/高分子电致发光材料重大基础问题研究”项目，正在全力推进有机/高分子发光材料和器件的发展，努力缩小国内与国际间的距离。已经在高分子发光器件、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%，某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和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. 目前高分子异质结光电池在AM1.5太阳模拟灯(78.2毫瓦/每平方厘米) 达到3%。

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))

作为‘973’项目的首席科学家，曹镛院士深感自己责任重大。为了把中国的事情办好，为了赶超世界先进水平，曹院士常常忘我地工作，把全部的心身都投入到了科学研究工作中。作为一个科学家，曹镛院士认为科研成果首先应该在学术刊物上发表，并接受同行的检验和认可，而不是通过媒体进行炒作。科学家的价值在于以自己的科学研究成果为科学的进步及国民经济的发展做出实质性的贡献。

高分子半导体的简介

有机／高分子材料是现代工业和高新技术的重要基石，已成为国民经济基础产业以及

国家安全不可或缺的重要材料。一方面量大面广的通用高分子材料需要不断地升级改造

以降低成本、提高材料的使用性能；另一方面各类新型的高分子材料将应运而生，尤其是有机及聚合物分子或少数分子组合体的光、电和磁特性将成为高分子向功能化以及

微型器件化发展的重要方向。

（1）分子材料与分子电子器件研究：该领域的主要研究方向是：新型功能分子的设计、合成与组装；分子纳米结构的构筑；分子的组装、自组装以及自组装技术在分子电子器件上的应用研究。这些分子电子器件主要包括分子电开关、分子光开关和分子电光开关的设计、分子导线、分子整流器、分子开关、分子晶体管、分子马达及分子逻辑器等。

（2）光电信息功能高分子材料研究重点主要在：

　●有机／高分子光子晶体材料：探索有机／高分子形成光子材料的途径；:　●超高密度高分子存储材料：开发存储密度高的高分子材料；

●高分子传输材料：研究和开发应用于通讯传输的具有较高光学透过性，光学均匀! ，且高折射率、低光损耗的高分子塑料光纤●高分子显示材料：有机／高分子电致发光材料、高分子液晶材料等，其发展方向

为开发出具有高的电致发光效率、低驱动电压，具有不同发光波长（彩色）和长寿命的各种发光器件。

生物医用高分子材料包括：

　●药物载体与控释材料：研究适于各类药物的新型生物降解高分子载体和控释材料的设计与合成，药物与载体的相互作用以及药物载体体系的生物医学性能（注射、口服 、吸收、分布、排泄等）评价；

●诱导组织自修复与再生材料：研究能够诱导组织自修复与再生新型生物降解材料

的设计与制备，材料的形态、孔度、降解速度等与组织自修复和再生过程的相互作用关

●生物医用材料的表面修饰以及生物相容性研究：研究不同结构的生物医用材料表面修饰新方法以解决材料的生物相容性问题等.

与能源、环境相关的高分子功能材料

●燃料电池、太阳能电池的关键高分子材料：研究高能、长寿命固态电池及相关电+ 极材料；研究不同有机光敏染料和纳米半导体结构体系的太阳能电池，柔性、薄膜太阳

能电池的研究将是未来发展的重要方向；

　●吸收／分离高分子材料：重点研究用于废气与废水处理的功能材料；具有高选择

性吸附、分离功能的膜及纳米介孔材料等；●环境敏感材料与材料智能化：研究对微量有害物质等环境因素高灵敏度感应和传感材料及危害防护材料等；

绿色、环保高分子材料研究：重点研究天然高分子材料（如淀粉、纤维素等）的

改性等。

一般认为有机化合物和高分子化合物都是不导电的绝缘体。如果改变高分子化合物的化学结构，可以改变它的导电性，制成高分子导体、半导体和超导体。能形成长共轭体系的高分子化合物，有可能成为半导体。例如，聚乙炔[CH=CH]n中—CH=CH—是一个共轭体系，聚乙炔中的许多单体单元如果形成长共轭体系，聚乙炔就成为高分子半导体。能形成高分子半导体的还有聚丙烯腈、聚蒽、聚酞菁和三氮杂茂等。

随着半导体和金属聚合物作为一个跨学科领域的出现，产生了大量相当重要的新概。该领域起源于20世纪70年代对n型和p型掺杂共轭聚合物的研究。导电聚合物的可逆掺杂性使它们的电导值可以从相当于绝缘体到金属的范围内变化。由于导电聚合物具有独特的电化学特性，它已成为科学技术研究中非常活跃的一个领域。

20世纪80年代，大量的有机合成化学家都投入合成具有优良性能的新共轭聚合物的研究当中。随后稳定可控的金属聚合物也得到了发展，这同样具有很重要的意义。经过这些努力，当前的导电聚合物材料往往具备金属和半导体优良的电光性能与聚合物优良的加工性和力学性能的结合。

随着高分子半导体纯度的提高，这些材料已可用于塑性电子器件。在这方面，剑桥大学半导电共轭聚合物电致发光的发现具有十分重要的意义。更普遍的塑性电子器件包括二极管、光二极管、光电池、传感器、发光二极管、激光器、场效晶体管以及全聚合物集成电路。因此，由高分子半导体制造的电子器件和光电器件的出现已成为20世纪90年代的一个热点。

不论科学如何进步，新器件如何涌现，一些专家对高分子半导体能否达到商用器件所要求的纯度和寿命仍持怀疑态度。在半导体物理发展的50年间，共轭聚合物被认为是很不纯且很难表征的材料。因此，最新研制出寿命达10000～20000小时的高 亮度聚合物发射显示器被认为是相当重要的一步。已很清楚，高分子半导体可以满足商用要求制造消费型产品。

关于“曹镛的成就”这个话题的介绍，今天小编就给大家分享完了，如果对你有所帮助请保持对本站的关注！