有机导电材料

利于分子剪裁的有机化合物在固态时大多为分子晶体, 由于分子晶体内无载流子电子或空穴)及分子间距较大( 使载流子难以迁移) 而常为绝缘体. 要使有机固体导电就要使晶体内有载流子和供载流子迁移的通道. 按实现这两个条件的机理, 可将有机导电材料分为两大类.一类是有共扼π体系的聚合分子, 经渗杂发生部分氧化或还原以产生未成对电子, 从而形成沿链方向的导体. 聚乙炔的室温导电率已达8 x 1 0Scm , 足可以和金属铜相比. 另一类是基于电子给体( D ) 和受体( A ) 分子形成的电荷转移复合盐. 一般D 和A 中至少有一方为平面共扼分子, 二者在晶体中分别排列成柱. 当柱内分子间距小到使π轨道相互重叠而形成能带( 通道) 时, D-A 间不完全电荷转移而形成混合价带所提供的载流子可以沿柱方向传递.

有机光致变色和电致变色材料

化合物在光作用下因发生如顺反异构、几何异构、二聚化、分子内质子转移、键断裂以及电荷转移等变化而导致颜色变化的现象称为光致变色 . 当变化为可逆并且互变的两种状态足够稳定时, 就有可能开发成光开关、光记录元件. 例如螺毗喃在光照下, 杂原子的, 键断裂后产生有色的两性离子, 在加热或另一波长光照射下又可恢复到原来状态.电致变色材料叨是在外加电场作用下发生可逆的氧化还原反应. 当氧化态和还原态对光吸收的差别较大时, 则在可见光区呈现不同的颜色. 例如, TTF在电场作用下, 失去一个电子, 从还原态变到氧化态, 相应地颜色从黄色变到蓝紫色. 含d电子的金属有机配位化合物和掺杂导电聚合物也可以作为电色材料。

压电、热电及铁电材料

作为压电、热电及铁电材料的分子一般也应是极性或可极化分子. 在外压、加热作用下,分子晶体中的分子取向重排, 使晶体中某一方向的矢量偶极矩不等于零, 从而在该方向呈现压电、热电及铁电性质.除了小分子晶体外, 一些低分子量的聚合物也具有压电、热电及铁电性质. 典型的是聚氟代乙烯. 用这类聚合物的铁电性质研制开关、记忆元件, 由于开关速度低而不易实施, 但其薄膜形式在信号传输及传感方面可望开发出超声传输、水下传输及全塑料电机等实用器件.

液晶材料

通常液体状态的分子是无序的. 但是, 有些化合物在液体状态时有类似晶体的取向结构, 这就是液晶. 液晶分子多为具有自组装功能并含芳环的棒状结构分子. 液晶主要是应用其电光性质作为电子显示材料: 在电流或电场作用下,由于分子相互作用而导致折射率、介电常数和取向弹性各向异性, 同时发生颜色变化. 从这个意义上讲液晶属于电色材料. 大容量、宽视角、高对比度、快响应、低能耗、低驱动电压、高可靠性能和丰富的色彩是电子显示用液晶材料的共同要求. 铁电液晶材料是液晶研究中最重要的对象. 由于它具有微秒级响应速度和大容量的信息存储功能, 可作为光存储、光记录和显示材料.