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聚乙炔的核心特点是什么? A. 导电性 B. 导热性 C. 韧性 D. 硬度

聚乙炔的核心特点是什么? A. 导电性 B. 导热性 C. 韧性 D. 硬度

聚乙炔的核心特点是导电性,这一特性颠覆了有机高分子作为绝缘体的传统认知,其发现者因此获得2000年诺贝尔化学奖。纯净的聚乙炔本身是半导体或绝缘体(顺式电导率约10⁻⁹ S/cm,反式约10⁻⁵ S/cm),但通过掺杂碘、溴等受主杂质或钠、钾等施主杂质后,电导率可提升12个数量级,达到金属水平(最高约10³ S/cm)。

这种导电能力源于聚乙炔的共轭链结构与孤子载流子机制。反式聚乙炔的碳链因Peierls形变形成单双键交替结构,能隙约1.5 eV;掺杂后,链中产生带正电或负电的孤子(一种可移动的电荷缺陷),这些孤子在链内通过“接力式跳跃”传导电流,同时链间的杂质离子帮助电荷隧穿,共同实现高导电性。例如,碘掺杂时形成的孤子晶格会在能隙中央展宽为新能带,使电子跃迁阻力大幅降低。

相比传统金属导体,聚乙炔兼具高分子材料的柔韧性轻质特性(密度约0.4 g/cm³),在太阳能电池、柔性电极、电磁屏蔽等领域具有潜在应用。其导电机制的独特性(孤子而非电子/空穴导电)也为凝聚态物理和材料科学提供了新研究范式。

答案:A. 导电性

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