近日，密歇根大学的研究人员取得了一项突破性发现，他们证实一种新发现的硅变体具有半导体特性，这一发现颠覆了传统上认为该材料类别完全是绝缘体的假设。

“这种新型硅变体为新型平板显示器、柔性光伏电池、可穿戴传感器，乃至能够显示不同图案或图像的智能服装开辟了新的可能性，”密歇根大学材料科学与工程和大分子科学与工程教授理查德·莱恩表示。莱恩是最近在《大分子快速通讯》上发表的相关研究的通讯作者。

传统上，硅油和硅橡胶(如聚硅氧烷和倍半硅氧烷)被视为绝缘材料，它们能够阻挡电流或热量的流动，并因其防水特性在生物医学设备、密封剂、电子涂层等领域得到广泛应用。然而，莱恩教授的研究团队在探索有机硅的不同交联结构时，偶然发现了共聚物的导电潜力。共聚物是一种含有两种不同类型重复单元的聚合物链，在此次研究中具体为笼状结构有机硅和线性有机硅。

研究团队发现，导电性的产生源于电子能够穿过轨道重叠的Si-O-Si键。通常情况下，Si-O-Si键角难以实现电子的顺畅流动，但在硅酮共聚物中，这些键在基态时起始于140°，而在激发态时则延伸至150°，这足以为电荷流动创造一条通道。

“这一发现使得电子能够通过多个键(包括Si-O-Si键)发生意想不到的相互作用，”莱恩教授解释道，“链越长，电子就越容易行进更长的距离，从而降低吸收光并以较低能量发射光所需的能量。”

这一发现不仅挑战了传统观念，还为柔性电子产品的开发提供了新的思路。半导体硅树脂有望实现莱恩所描述的柔性电子产品，并且还能呈现出多种颜色，为未来的电子设备设计带来了更多的可能性。

更多信息： Zijing Zhang 等，σ–σ* 跨 Si─O─Si 键共轭，Macromolecular Rapid Communications (2025)。期刊信息： 大分子快速通讯