密歇根大学材料科学与工程系理查德·莱恩教授团队在《大分子快速通讯》发表重要研究成果，首次发现并证实了一种具有半导体特性的新型硅材料。这项历时两年的研究不仅颠覆了传统硅材料完全绝缘的认知，更为下一代柔性电子设备的发展提供了革命性的材料解决方案。

研究团队在系统研究硅油和硅橡胶的交联结构时，意外发现由笼状结构和线性结构组成的硅共聚物表现出独特的半导体特性。莱恩教授解释道："我们观察到在激发态下，Si-O-Si键角从140°扩展到150°，这种结构变化为电子移动创造了有效通道。"通过精确调控共聚物链长度，研究人员成功实现了材料光电性能的可控调节，使其能够呈现从红色到蓝色的丰富色彩。

该研究的主要创新点在于：首先，首次证实硅基材料可以通过分子结构设计实现半导体特性;其次，建立了材料链长度与光电性能的定量关系;第三，开发出可规模化制备的新型半导体硅材料。研究第一作者张子静博士表示："我们的发现为柔性电子领域提供了全新的材料选择，这种材料兼具优异的机械柔性和可调控的光电特性。"

与传统半导体材料相比，这种新型半导体硅材料具有三大优势：优异的柔韧性可适应各种曲面和可变形设备;丰富的色彩表现力满足显示技术需求;制备工艺简单且成本较低。研究人员通过系统实验证实，该材料在弯曲半径小于1毫米时仍能保持稳定的半导体性能。

目前，研究团队已与多家科技企业展开合作，共同开发基于该材料的柔性显示器件和可穿戴传感器。初步测试显示，采用这种新材料制备的柔性显示屏在1000次弯曲测试后性能衰减小于5%。业内专家认为，这项突破将显著推动柔性电子技术的发展，有望在未来3-5年内实现产业化应用。

"这项研究开辟了硅基材料的新应用领域，"莱恩教授表示，"我们正在进一步优化材料性能，探索其在柔性光伏、智能纺织品等更多领域的应用潜力。"研究团队已就该技术申请了多项国际专利，预计将在明年开展中试生产。

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