柔性高分子半导体: 力学性能和设计策略

DT半导体材料 2021-07-28 18:00 4476浏览 0评论 2点赞

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摘要：近年来，高分子半导体在有机发光、有机光伏和有机场效应晶体管等领域扮演着愈发重要的角色。某些高分子材料特别是高分子弹性体，具有优异的可拉伸、可弯曲等力学特性，因而高分子半导体在柔性电子领域具有广阔的应用前景。力学性能是评价高分子半导体柔性行为的基本依据，相关研究中对力学特性的表征方法包括拉伸法、正弦屈曲技术、纳米压痕技术和原子力显微镜纳米力学图谱等。而在柔性高分子半导体材料的构建方面，也涌现出许多可供参考的思路，归纳起来主要有超分子功能化、主链柔性化、掺杂等设计策略，其中多重非共价弱作用策略是柔性高分子半导体的普适性设计方法，值得深入探索和研究。本综述旨在总结柔性高分子半导体的力学特性和设计策略，以期为相关研究提供参考和借鉴。

关键词：柔性电子柔性高分子半导体材料本征力学设计策略光电子器件

0 引言

柔性光电子技术主要是指器件在柔性基板上构建､集成具有光电磁功能的一门交叉信息科学技术｡柔性光电器件具有可变形､便携式､质量轻､可穿戴等特性，其本身的柔性超薄特征将使未来的信息技术设备产生革命性的突破( 图 1) [1-6]｡与传统的硅基半导体技术不同，柔性电子技术是发端于碳基的有机半导体技术，在低成本､大面积制备以及电子设备的柔性化､超薄等方面具有显著优势，具有支撑信息科学战略性支柱产业变革的潜力[4-12]｡目前，可用于穿戴电子､电子皮肤以及生物智能等领域的柔性塑料光电子器件，由于其可实现光､电､磁等信息信号的相互转化､互联互通，逐渐成为学术界和工业界研究的重点和热点[7-10]，而新型柔性光电功能材料的开发作为柔性电子技术的核心内容，对于柔性信息显示､大面积照明､可穿戴感知设备等光电子器件的发展至关重要( 图 1) [7，9，6-13]｡与有机蒸镀型小分子材料相比，高分子半导体材料由于其可通过溶液加工的方式大规模构筑超薄活性层，可通过化学修饰的方法丰富其功能以及本身良好的力学特性，在未来柔性光电子技术领域具有巨大的应用潜力[14-17]｡

图 1 柔性电子技术的应用

众所周知，目前光电高分子材料是基于稠环芳烃通过共价键或非共价键方式连接起来具有特定光电行为的一类功能高分子材料，被誉为第四代高分子材料｡传统高分子材料主链主要是以单键的形式连接( 如 C-C､C-O､Si-O 等) ，因此主链上相邻的原子并不能形成有效的电子云重叠，无法为载流子提供有效的传输通道，而以共轭骨架为组成的分子主链在链内可以通过相邻稠环单元间 π-电子轨道相互交迭､杂化，为载流子提供有效的传输通道，呈现丰富的光电磁特性( 图 2) ｡此外，分子链间的电子云杂化同样可以诱导分子间的载流子( 电子) 通过跳跃机制发生迁移，从而使光电高分子材料在宏观薄膜状态下呈现丰富多样的光电磁行为( 图 2) ｡光电高分子按照组分和导电机制可以分为本征型和掺杂型两大类｡本征型光电高分子材料主要是指材料分子本身具有优异的光电特性，分子链内为载流子的传输提供定向离域的传输通道，而分子链间通过电子耦合杂化为载流子跃迁提供可能，从而使材料本征呈现光电磁行为，可用于各类光电子器件｡而掺杂型光电高分子材料主要是指载体高分子不导电或导电性较弱，通过掺杂引入可导电的分子或者其他高导电的纳米材料实现导电行为和发光行为的材料体系｡

图 2 高分子半导体的导电机制及特性

1 柔性高分子半导体的力学特性

高分子材料通常是由一系列特殊链式结构的大分子组合而成，本身长链的分子在固态下呈现复杂多变的构象行为和凝聚态结构｡在外力瞬间作用下，聚合物呈现明显的滞后､应力松弛等粘弹性行为[19，21]｡在应力作用起始状态下，材料应变随着外界应力的拉伸逐渐增加，在 A 点之前材料的应变与应力成正比，因此 A 点也被称为比例极限点( 图 3) ；当应力超过比例极限点后，应变随着应力的增加而增加，但不再保持线性关系，二者比值逐渐变小；当达到 Y 值时，比值为 0，因此 Y 点也被称为屈服点｡此后，应力保持不变的情况，应变继续增加，直到薄膜断裂，其中断裂时的应力和应变分别称为断裂强度和断裂伸长率｡需要注意的是，高分子材料的应力应变过程存在明显的分子聚集状态结构依赖性[22-24]｡对于结晶或者取向态聚集结构，随着外界作用应力的增加，取向片晶通常沿着外力作用方向产生微纤维束的转变过程｡而对于无序聚集结构，更倾向于分子链间产生相对滑移而屈服，在应力作用下容易形成银纹或者形成具有微区取向的分子链聚集状态[4，5，19]｡相比于传统高分子材料，光电高分子材料中强 π-π 堆积作用通常会产生微晶结构，造成材料在应力作用下发生不可逆的分子滑移，导致材料旋涂薄膜在外力拉伸作用下易产生裂痕甚至发生断裂，从而降低材料的可拉伸特性｡因此，如何有效设计本征型柔性高分子半导体材料，成为柔性电子研究领域的关键课题和难点[25]｡

图 3 高分子力学行为———应力应变曲线

自 1977 年发现共轭高分子以来，高分子半导体在发光二极管 ( LED) [26-28]､光伏电池 ( PV) [29-31]､场效应晶体管( FET) [32-33]､存储器[34]以及化学和生物传感[35-36]等领域蓬勃发展｡在这些领域中，材料设计､光电性质和器件制备是研究者主要关注的方向，而随着材料和器件的性能逐渐趋于理论极限，器件的柔性和可穿戴性逐渐成为研究重点｡可以预见，本征柔性高分子半导体材料在未来具有巨大的应用潜力｡因此，设计柔性材料､量化“柔性”参数并且最终制备柔性器件是目前应当关注的问题[37]｡在过去的几年中，已经有一些报道开始研究柔性器件的设计制备以及相关薄膜的力学性能测试，例如直接拉伸法[38]､水上膜 ( Film-on-water，FOW) [39-42]和弹性体上膜( Film-on-elastomer，FOE) [42]拉伸测试､正弦屈曲技术( Buckling technique) [43-44]､纳米压痕技术( Nano-indentation) [45-46] 以及原子力显微镜纳米力学图谱( AFM nanomechanical mapping) [47-48]等｡

(1) 拉伸法

如图 4a 所示，在拉伸法中，直接拉伸法和传统的通用高分子应力应变测试方法一样，特点是需要用到大量的材料来制备样条，而对于产量低的共轭聚合物而言这显然不是一个理想的方法｡能够应用于直接拉伸法的材料大多是通用聚合物与共轭聚合物的共聚物，这些材料由于通用聚合物组分的引入使得材料的产量可以大幅度提高，但缺点是对光电性能有较大的影响[38]｡通过拉伸法测试，可以量化得到共轭聚合物本征材料的弹性模量､屈服点､断裂伸长率等相关物理属性，对于评价高分子半导体的力学特性具有重要的意义｡

弹性体上膜拉伸法是先制备一个弹性体 (通常是PDMS) 的厚基底( 为方便拉伸测试而做成纺锤型) ，再在弹性体上制备共轭聚合物的薄膜，用这种基底+薄膜的样品进行拉伸测试，如图 4c 所示｡从测试结果来看，这种样品的数据曲线非常平整，但缺点也很明显，由于大量弹性体的加入，测试结果与共轭聚合物本征性质相差较大，很难直观反映共轭聚合物薄膜的力学性质[42]｡

相比于上述两种测试，水上膜拉伸法相对可靠，其主要步骤是事先制备纺锤型的聚合物薄膜，然后通过模板转换､迁移操作，将薄膜转移到水面上，借助浮力将薄膜置于水表面，然后在水面上进行拉伸测试，如图 4b 所示｡这样的测试从结果上看更符合共轭聚合物的性质，而且材料用量少，比较适合共轭聚合物的测试｡但由于测试是在水上进行的，对于超薄的共轭聚合物薄膜而言，水表面张力的影响就不能简单忽略；另一方面，要制备这样的纺锤型薄膜需要先制备合适的模具，再使薄膜与模具分离，使样品薄膜漂浮于水上，因而样品的制备过程非常复杂[39-42]｡

图 4 拉伸法：( a) 直接拉伸法测试数据；( b) 水上膜拉伸法测试数据；( c) 弹性体上膜拉伸测试数据( 电子版为彩图)

(2) 正弦屈曲技术

正弦屈曲技术是先将薄膜制备在柔性基底上，接着从两侧向内挤压使基底和薄膜表面形成具有周期性间隔的褶皱，如图 5a 所示｡利用式( 1) 计算得到薄膜的弹性模量：

式中：Ef 和 vf 分别是薄膜的弹性模量和泊松比，Es 和 vs 分别是柔性基底的弹性模量和泊松比，λ 是褶皱周期波长，df 是薄膜厚度｡除此之外，在挤压过程中用激光照射薄膜表面可形成衍射斑点进而可据此判断薄膜的屈服点位置，如图 5b所示｡正弦屈曲技术的特点是样品制备和测量简单，但缺点是只能通过计算间接得到结果，并且需要提前测量柔性基底和薄膜材料的泊松比[43-44]｡通过正弦屈曲技术可以得到高分子半导体的弹性模量､屈服点等物理数据｡

图 5 正弦屈曲技术：( a) 柔性基底与薄膜挤压形成周期性间隔褶皱的过程；( b) 利用激光衍射斑点判断屈服点

（3) 纳米压痕技术

纳米压痕技术是一种原位测试材料力学特性的手段，对材料样品制备要求较低｡测试时，仪器压头直接作用于旋涂薄膜上，其接触界面如图 6a 所示｡

图 6 纳米压痕技术：( a) 纳米压痕压头与样品表面接触示意图；( b) 纳米压痕测试曲线示意图；( c) 几种通用聚合物纳米压痕测试数据曲线

仪器借助于压头加载应力､保持作用应力不变和卸去应力，在此过程中，记录样品的应力载荷与应变深度曲线，如图 6b 所示，最终通过理论计算､拟合得到薄膜样品的本征弹性模量和硬度等物理参数，对于高分子半导体材料具有普适性｡这种测试在通用聚合物研究中已经有了非常多的应用，如图 6c 所示，不同聚合物之间的差别可以通过纳米压痕测试很清楚地显现出来｡纳米压痕的优势在于测试简单方便､可重复性高，并且能够得到直接数据，但缺点是对于薄膜均匀性和厚度有一定要求，薄膜厚度在小于 1 μm 的情况下基底效应会比较明显[45-46]｡通过纳米压痕测试技术，可以原位得到光电高分子本征的弹性模量､硬度等数据，对于理解器件状态下的光电高分子机械柔性特征具有重要的意义｡

(4) 原子力显微镜纳米力学图谱

相比于上述几种测试手段，原子力显微镜纳米力学图谱则更加精细，主要是表征原子力显微镜针尖与样品表面接触后，将原位薄膜的高度变化转化为粘附力的变化，获取01003柔性高分子半导体：力学性能和设计策略 /林进义等材料样品本征的刚度､粘附力等力学参数，如图 7[48]所示｡如果要进行弹性模量的测试，则需要用球面压头回描曲线的Derjaguin-Muller-Toporov ( DMT) 拟合模型来进行计算处理[47]｡AFM 技术的优点在于测试的厚度只需要几个纳米，并且不会破坏样品表面，但缺点是它测试的是薄膜表面而非整体性质，而薄膜表面性质往往会因为接触空气､吸附杂质以及疏密性､均匀性的问题而与整体性能有一定的差别｡通常意义上，原子力显微镜纳米力学图谱可以有效测量高分子半导体本征的刚度､表面粘附力､杨氏模量等力学属性｡

图 7 AFM 力谱测试结果曲线与测试过程中针尖与样品表面的接触过程

事实上，光电高分子主链为刚性共轭结构，使得材料本身的模量､硬度等力学性质较一般的通用聚合物大很多，但通过改变共轭聚合物的主链和侧链可以有效地调节这些力学性质参数｡在力学测试中，通过计算可以直接得到的数据有弹性模量( Er) ､硬度( H) 和不可恢复形变量( hr) ｡通过模拟聚合物力学松弛的三元件模型对测试数据进行拟合，可以进一步得到应力松弛的松弛时间( τ) 和弹性-粘弹性比( P1 ∶P0) ､蠕变推迟时间( τ') 和弹性-粘弹性比( D1' ∶ D0) ｡在这些参数中，Er 和 H 反映在应力作用下聚合物的整体性质，τ和 τ'反映聚合物的粘弹性性质，P1 ∶ P0 和 D1' ∶ D0 表示在聚合物中弹性和粘弹性的占比，hr 反映聚合物的可恢复性｡对柔性聚合物而言，整体性质 Er和 H 及可恢复性 hr是衡量其柔性的主要参数，共轭聚合物要达到柔性就要求聚合物拥有较低的 Er､H 和 hr｡但这并不意味着其他参数就没有用，分析其他参数有助于将聚合物的结构与力学性质联系起来｡由于高分子的力学特性，尤其是柔性行为受到各个方面的影响，因此，不能简单通过单一参数来表征材料的柔性行为，需要对各种参数的物理属性加以系统分析，才能从整体上评价材料的其柔性行为｡

2 柔性高分子半导体的设计策略

2.1 超分子功能化策略

相比于小分子功能材料，高分子半导体通常具有丰富的多级结构，使之呈现出复杂多样的凝聚态结构，而主导分子链相态行为和聚集态转变的根本原因是分子链间存在多样的次价键作用力———分子间作用[19]，也被称为超分子弱作用，主要包括以下三种：(1) 范德华力，即分子间的电场互相感应产生随时间涨落的偶极子引力，这种引力普遍存在于所有有机分子中，尤其是高分子半导体的稠环芳烃骨架结构､分子链稠环结构间产生的静电作用｡(2) 极性作用力，包括偶极子-偶极子和偶极子-感应偶极子两种相互作用力，杂原子取代使分子链间产生复杂多变的极性作用，在第三代高分子半导体中非常常见[20]｡(3) 氢键，存在于同时具有吸质子官能团和给电子官能团的分子中，尤其是含有孤对电子的杂原子聚合物半导体中｡其他分子间相互作用还有：卤键作用､离子键和给受体作用等[22-23]｡这些分子间作用，在高分子材料中常可决定材料的力学特性｡随分子量增大，超分子弱作用呈指数性增强，其甚至可超过主链上的共价键作用强度，在形成高聚物凝聚态和决定高聚物的基本力学性质方面起到关键性作用｡此外，分子链内/间的弱作用还可起到吸收和释放外界作用能的功能，为构建柔性高分子半导体提供了有效途径[3，5，23-24，49-51]｡

超分子化学是“超越分子之上”的化学[52]，主要研究非共价键作用主导的分子组装行为，以及在特定的环境下超分子材料丰富的动态响应行为｡将智能型可逆弱作用引入到超分子共轭聚合物中，不仅能够发挥有机半导体的光电特性，而且能够衍生出传统光电材料所不具备的丰富的自组装､刺激响应性､自愈合等功能[22-23，53]｡在超分子材料构筑中发挥着至关重要作用的非共价键作用力主要是多重氢键､金属配位键､离子键以及 π-π 堆积作用等｡事实上，氢键具备高的键合常数､方向性和优越的动态可逆性｡因此将氢键与共轭聚合物相结合，为设计柔性高分子半导体提供了一种重要的设计思路[50，54]｡斯坦福大学化学工程系的鲍哲楠教授课题组利用不同强度的多重氢键设计超分子聚合物膜，借助于非共价氢键作用可吸收和释放能量的可逆过程，构建了一系列刚柔嵌段的超分子共轭聚合物材料，在保证材料光电特性的基础上实现了光电高分子高效加工､可拉伸性､高弹性以及优异的自修复性能，满足了电子皮肤材料的多种要求( 图8) [55-56]｡这种材料为制造可伸缩的自愈合电子皮肤设备提供了思路，也为未来的软机器人提供了新的方向[19]｡此外，日本东京大学的 Takuzo Aida 教授团队通过将硫脲基团的氢键特性引入聚合物，制备了一种同时具有自愈能力和优良力学性能的低分子量醚-硫脲聚合物｡分子结构中硫脲基团形成的非线性锯齿形高密度氢键网络保证了聚合物的力学性能；而氢键的可逆动态性能，可以实现能量吸收与释放，实现高分子材料的自愈合行为[57]｡基于非共价键弱作用可逆特征，将多重超分子作用引入聚合物半导体体系，是未来构建柔性高分子半导体的重要手段｡

图 8 超分子氢键功能化构建柔性高分子半导体材料

2.2 主链柔性化策略

高分子材料的力学特性与分子主链结构的柔顺性存在密切联系，通常刚性的主链结构呈现脆性，硬度更高，而柔性分子主链则具有较好的拉伸性能､较高的储能模量以及粘弹特征｡具有光电功能特性的高分子半导体材料，其主链往往是以稠环基团为主的刚性骨架结构，导致结晶薄膜在拉伸情况下易产生裂痕，降低材料的光电行为｡因此在保证材料光电特性的同时，提高高分子材料的柔顺性是实现高分子半导体柔性化､智能化的重要途径[3，5，16，18-19，21]｡通常意义上讲，高分子的柔性是指在应对外界刺激时，材料本身所体现出的构象转变和形态行为，具有鲜明的复杂多样性特征｡传统高分子主链通常是由碳氢氧及杂原子通过单链连接起来的( 图 9) ，由于本征的单键旋转从而使材料具有明显的柔顺性｡然而，光电高分子材料的主链共轭结构( 主要以单､双键交替的共轭骨架为主) ，使分子链呈现刚性特征[3-4，20，23，59]，加上本征稠环结构间的静电作用､调制能级结构杂原子取代､诱导分子链间形成较大的极性相互作用均增加分子链刚性[20]｡此外，高分子表现的力学特性同样还取决于分子链的运动形式和聚集状态[60-61]｡在应对外界刺激时，分子链中主要运动形式有两种：( 1) 大分子线团的整体运动；( 2) 分子中链段的运动[3-4]｡因此，如何调控分子主链､侧链的刚柔特性，控制链间的滑移和重组过程，是构建柔性高分子半导体材料的关键｡

高分子半导体的稠环芳烃骨架，可有效增长有效共轭长链，有利于电荷传输，但使分子链刚硬，丧失了聚合物加工方便的特点，容易使高分子薄膜在拉伸下产生断裂和不可逆的结晶破坏，降低器件的稳定性[62]｡因此，为了提高材料的柔性特征和材料溶解性，通常在分子主链或者侧链引入柔性取代基，降低材料的玻璃化转变温度[4，20]｡此外，分子链的有规取向､排列､堆积和聚集对高分子半导体的导电､发光特性具有重要影响｡通常意义上，分子链定向排列､取向和堆积，可显著提高材料的光电性质，尤其是电导率和载流子迁移率[4，63-64]｡柔性嵌段引入共轭聚合物主链有利于降低分子链的刚性，降低材料的玻璃化转变温度，因此可以通过熔融法将材料加热至高于 Tg，实现粘流特征[62，65-66]｡事实上，柔性链间的范德华力引起的相互缠结力，可以实现对外界应力的吸收与释放，为构筑柔性拉伸高分子半导体提供可能｡近期有学者将柔性烷基链引入噻吩类主链，对分子主链构象精确调控，在保证高迁移率的情况下，实现柔性可折叠､拉伸特性，为构建柔性高分子半导体提供有效的方案( 图 9) [62]｡综上所述，通过刚柔嵌段01005柔性高分子半导体：力学性能和设计策略 /林进义等的有效融合，精准控制分子链间的自由体积，可有效设计柔性高分子半导体材料｡

图 9 刚柔嵌段策略构建柔性高分子半导体材料及其光电子器件[62，65]

2.3 掺杂策略

柔性复合型高分子材料主要是指通过将具有光电特性的材料掺入可拉伸柔性化的高分子材料中，获得的具有柔性特征的高分子材料体系[3-5，50]｡依掺杂的种类可分为两类：一类是将具有光电特征的高分子半导体掺入可拉伸的高分子基质中，在保持光电特性的基础上，借助于基质本身的可拉伸柔性特征[67]；另一类是将具有光电活性的材料共混掺杂在可拉伸柔性高分子基质中，构筑具有光电特性的柔性化高分子材料系统，高分子基质本身只充当了粘合剂的角色，导电性是通过混合在其中的物质，如有机半导体分子､石墨烯､碳管､炭黑､金属纳米材料等获得的｡

相比于结构型高分子半导体材料，共混掺杂型高分子半导体材料通常具有机械加工性好､制备成本较低等优点，受到人们的广泛青睐｡然而，高分子基质同样可降低材料的光电性质､导电特性｡因此，如何平衡材料本身光电性质和机械加工特性成为构建掺杂型柔性高分子材料的关键｡

掺杂型高分子材料半导体体系是通过传统柔性绝缘聚合物为主要载体物质提供机械柔性特性，以活性层的光电功能材料提供材料的光电性质｡因此，与本征结构型柔性高分子半导体材料相比，掺杂型高分子半导体在光电子器件材料成膜性制备方法以及材料导电机制､发光特性均存在明显的不同[3，23，50，54，68]｡选用高分子基质时，必须考虑共混材料的相容性，以可形成非共价键作用从而形成空间网状结构为宜｡在通用高分子材料中，从基质选择上均可采用分散的柔性链，如主链较为简单的乙烯基高分子材料､聚乙烯和聚苯乙烯等及其衍生物｡近期，鲍哲楠教授通过将高分子半导体与聚苯烯改性的嵌段共聚物共混，借助纳米限域效应，可在基质中实现分子水平的有效分散，形成具有类皮革状的空间网状结构，在有效提高材料的光电性质的同时实现可拉伸自愈合特性，这样的柔性高分子半导体具有低成本､简便可行的特征，为构建高分子半导体材料提供了一种简便有效的设计方案( 图 10[67]) ｡

自然界中存在大量的天然高分子材料，其主要是由氢键型高分子材料组成，可逆的超分子弱作用力，赋予高分子半导体可拉伸性能和柔性化行为[3，50，54]｡事实上，真皮革通常具有硬性的胶原纤维和弹性的蛋白纤维构成的网络结构｡这两种纤维通过超分子作用相互连接形成动态网络结构，使皮革成为一种既有强度又有韧性的材料｡通过向大自然学习，将高分子半导体与传统柔性聚合物相结合，构建超分子动态网络结构，可有效提高材料的强度､韧性和导电性｡因此，通过聚合物链间的非共价键获得动态网络结构是构建柔性高分子半导体的一种有效方式[69-70]｡此外，在可拉伸通用高分子和天然高分子中掺入少量导电的分子材料，赋予材料基本光电性质的同时，实现材料的机械可拉伸行为，也为构建柔性高分子半导体提供了一种简便可行的制备方案｡

3 柔性高分子半导体材料的应用与展望

目前为止，柔性高分子材料被广泛应用于有机发光二极管､有机太阳能电池和有机晶体管等有机光电器件，证明了其在可穿载电子､生物仿生电子领域的巨大应用潜力[3，14，17，55，67]｡相比于小分子光电子材料，高分子半导体最显著的优点就是本身材料的机械和软物质特性[3-4]｡近几年来，基于柔性高分子半导体的光电子器件在相关基础研究和产业化方面取得了巨大进展[18-19，21]｡在实验室构建了大面积可拉伸､弯曲的有机大面积发光器件，使柔性折叠显示器成为可能，而基于高分子材料的具有较高光电转化效率的有机光伏器件，同样为自供电电子设备的构建提供了可能｡事实上，目前柔性高分子基光电子器件的研究主要聚焦于整体器件的可拉伸性､可折叠性，相比之下，对活性高分子半导体材料的力学特性的研究则较为缺乏｡本征型柔性高分子半导体及其机械粘弹特性已开始受到广泛关注[19，21，55，58，65，67]｡同样，通过刚柔嵌段高分子半导体可借助融熔加工的方法制备高导电迁移的薄膜，实现有机晶体管的柔性化和集成化[55，58，65，67]｡

图 10 分子掺杂策略构建柔性高分子半导体材料体系[67]

如由斯坦福大学的鲍哲楠教授发明设计可自愈合､可拉伸的多功能､高性能､大面积的柔性晶体管器件已经成功应用于仿生电子､电子纸上[19，21，55]｡虽然柔性光电子在材料设计和器件应用方面已经取得一定的成果，但有机柔性电子产业化进程远未达到人们的预期｡这主要是由于力学性能､光电性能和器件制备工艺与集成三者之间难以兼顾[18-19]｡

笔者认为，柔性高分子半导体材料的未来研究趋势主要包括：(1) 进一步构建原位本征可拉伸､可折叠的高分子柔性半导体材料，深入揭示材料的机械粘弹行为以及老化机制，揭示机械行为与高分子凝聚态结构之间的内在作用机制；(2) 阐明有机柔性材料结构与机械应用力､光电性质的关系，建立调控有机柔性材料性能的有效方法；(3) 探索提高柔性电子器件稳定性的新方法，制备抗氧化､抗紫外光照射､高热稳定性的柔性高分子功能材料；(4) 建立大面积､高质量的有机柔性电极薄膜的新方法､新工艺技术，发展全溶液加工制备有机柔性电子器件的完整工艺技术，实现有机柔性电子器件的低成本制造；(5) 开发多功能有机柔性电子集成器件