絕緣體大變身！科學家成功讓矽膠導電 開啟柔性電子新時代

美國密西根大學研究團隊日前發表一項顛覆性發現：透過調整矽氧原子間的角度，傳統絕緣材料「聚矽氧烷」竟能搖身一變成為半導體！這項突破將徹底改變我們對矽膠材料的認知，為柔性電子產品帶來革命性進展。

材料科學與工程系教授Richard Laine指出，這種新型半導體矽膠可應用於多種創新領域，包括可彎曲的太陽能板、穿戴式感測器，甚至能變換圖案與色彩的智慧布料。相關研究成果已刊登於《高分子快速通訊》期刊。

聚矽氧烷（俗稱矽利康）因具備絕緣、耐熱與防水特性，數十年來廣泛應用於醫療器材、密封膠與電子元件塗層等領域。但傳統半導體材料通常質地堅硬，這項發現將使兼具柔軟性與多彩特性的電子產品成為可能。

研究團隊意外發現，當矽氧原子鍵角從原本的110度調整至140-150度時，電子能透過軌域重疊在分子鏈間移動。博士生張子敬（Jackie Zhang）解釋：「就像在矽氧鍵之間開闢了一條電子高速公路，讓材料從絕緣狀態切換到導電狀態。」

更驚人的是，這種共聚物的鏈長會影響發光顏色：長鏈結構吸收低能量光子呈現紅色，短鏈則因電子躍遷幅度大而發出藍光。研究人員將不同鏈長的樣品裝入試管，在紫外光照射下竟呈現完整彩虹光譜，這在過去透明無色的矽膠材料中從未出現過。

這項研究由美國國家科學基金會（2103628）與泰國國家科學研究創新基金（B16F640099）共同資助，不僅為材料科學開闢新方向，更可能催生新一代柔性電子裝置，讓「會變色的智慧衣物」等科幻場景走入現實。