安庆师范大学孙维朋博士、湖南大学杨坤博士在南方科技大学郭旭岗教授指导下报道了一种新型受体-受体型开壳共轭聚合物PBBT-gDPP。该材料具有稳定的三重态（S = 1）、超窄带隙（E_g < 0.6 eV）和高本征电导率（9.21 S cm^-1），创造了未掺杂共轭聚合物电导率的最高纪录，同时展现出优异的空气稳定性和机械柔韧性，为下一代无掺杂柔性有机电子器件提供了新思路。

  2026年9月28日，相关研究以A Stable and Polar Triplet-Ground-State Conjugated Polymer with High Intrinsic Electrical Conductivity为题发表在《Angewandte Chemie International Edition》上。论文第一作者为安庆师范大学孙维朋博士，通讯作者为湖南大学杨坤博士和南方科技大学郭旭岗教授。

n型本征导电材料的挑战：

  开壳共轭聚合物因其独特的未成对电子结构，在自旋电子学、电极、非线性光学和热电等领域具有广阔应用前景。近年来，研究者发现这类材料的未成对电子具有本征氧化还原活性，无需外部掺杂即可实现高的电导率。然而，目前大多数开壳共轭聚合物的本征电导率仍低于1 S cm^-1，且绝大多数表现为p型行为。n型开壳聚合物的开发仍处于起步阶段，同时这类材料的机械柔韧性也缺乏系统研究。

  研究团队基于三个协同设计原则构建了PBBT-gDPP分子结构：第一，引入醌式BBT（苯并双噻二唑）单元以降低LUMO能级并延长有效共轭长度，促进骨架未成对自旋电子的形成与稳定；第二，采用窄带隙、高载流子迁移率的DPP（二酮吡咯并吡咯）基聚合物，促进HOMO-LUMO构型混合，驱动开壳层电子结构的形成；第三，用极性寡聚乙二醇（OEG-6）侧链替代绝缘烷基链，改善聚合物溶解性和分子间相互作用，有利于成膜和电荷传输。

关键性能：

  PBBT-gDPP经VT-EPR和SQUID测量证实具有三重态特征（S = 1），单-三重态能量差ΔE_S-T为0.14 kcal/mol，表现出显著的双自由基特征；DFT计算表明，随着低聚物重复单元从3增至5，双自由基特征y₀从0.82升至0.96，ΔE_S-T由负转正，说明长链聚合物中三重态在能量上更稳定。在270 °C退火条件下，该薄膜实现了9.21 S cm^-1的最高本征电导率，为目前未掺杂共轭小分子和聚合物报道的最高值，而其烷基链类似物在相同条件下电导率可忽略不计（< 10^-6 S cm^-1），凸显了极性OEG-6侧链的关键作用；作为n型单组分有机热电材料，其塞贝克系数达-209.2 μV K^-1，功率因子为6.49 μW m^-1 K^-2。此外，在环境空气中暴露2700小时后仍保持约30%的初始电导率，显著优于N2200、PBIT等n型掺杂的聚合物；在PEN衬底上制备的柔性器件经过3000次弯曲循环后仍保持80%以上的初始电导率，GIWAXS分析显示其具有近非晶态形貌，无序参数高达约23%，这种“局部有序、全局无序”的独特结构有效平衡了电荷传输效率与机械韧性。

Figure 1. (a)Normalized UV–vis–NIR absorption spectrum of PBBT-gDPP in HFIP solution. (b) Cyclic voltammograms of PBBT-gDPP measured in acetonitrile containing 0.1 M n-Bu4NPF6 with the Fc/Fc+ redox couple as standard. (c) VT-EPR spectra of PBBT-gDPP; (d) SQUID magnetometry of the PBBT-gDPP powder showing magnetic susceptibility (χ) and the χT product as a function of temperature (T) from 2 to 300K; the blue line represents the fit to a modified Curie–Weiss law. (e) Magnetic field (H) dependence of the magnetization (M) at 2K, with Brillouin functions for S=1/2,1, and 3/2; (f) Temperature dependence of the EPR signal intensity fitted with the Bleaney–Bowers equation.

Figure 2. (a) Average σ, S, and PF values measured for PBBT-gDPP films annealed at distinct temperatures without doping. (b) σ values achieved for PBBT-gDPP, together with those of representative open-shell small molecules and polymers reported in the literature. (c) Air stability of undoped PBBT-gDPP thin films under different annealing temperatures (120°C, 150°C, and 180°C) at 2700 h exposure. (d) σ/σ₀ of PBBT-gDPP after bending 3000 times with a bending radius of 10 mm. (e) σ variations of PBBT-gDPP after bending 3000 times at different bending radii of 18, 16, 14, 12, 10, 8, and 6 mm.

研究意义与展望：

  该研究首次在n型开壳共轭聚合物中同时实现了高本征电导率、优异空气稳定性和机械柔韧性。PBBT-gDPP的成功证明了极性高自旋开壳共轭聚合物在无掺杂柔性有机电子器件中的巨大潜力。极性侧链工程与三重态基态设计的协同策略，为开发高性能n型本征导电材料开辟了新途径。

  该工作得到了国家自然科学基金（No. 22535005、22509081、22575081）和深圳市科技创新局（SGCX2025052615503004）的资助。

  论文信息： Weipeng Sun, Yanlin Wei, Peng Wang, et al. "A Stable and Polar Triplet-Ground-State Conjugated Polymer with High Intrinsic Electrical Conductivity." Angewandte Chemie International Edition, 2026, e9550662.

  https://doi.org/10.1002/anie.9550662