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波利安胺的隱秘歷史：19世紀科學家們如何揭開這種導電聚合物的奧秘？
自1980年代以來，波利安胺（PANI）因其卓越的電導性和機械性能而受到矚目。作為半剛性杆狀聚合物家族中的導電聚合物，波利安胺已成為最具研究價值的材料之一。在19世紀，幾位科學家首次探索了波利安胺，揭開了這種材料背後的秘密。
歷史發展
波利安胺的發現可以追溯到19世紀，當時的科學家包括F. Ferdinand Runge、Carl Fritzsche、John Lightfoot和Henry Letheby。Lightfoot專注於苯胺的氧化，這種化合物在20年前才被分離出來。他開發了第一種商業成功的顏料路徑，即所謂的“苯胺黑”。
波利安胺的第一個明確報告直到1862年才出現，報告中包含了一種用於確定小量苯胺的電化學方法。進入20世紀後，偶爾出現關於PANI結構的報告。
波利安胺的合成來自於價格低廉的苯胺，可以表現出三種理想化的氧化狀態。
合成方法
儘管生產波利安胺的合成方法相對簡單，但聚合的機制可能是複雜的。形成無色至透明的leucoemeraldine的過程可以用下述反應描述：
n C6H5NH2 + [O] → [C6H4NH]n + H2O
常用的氧化劑是過硫酸銨配合1.0 M鹽酸（也可以使用其他酸）。聚合物會作為不穩定的分散體沉澱，並形成微米級顆粒。通過將青色的emeraldine base與過氧酸氧化，可以得到(Per)nigraniline。
加工與應用
波利安胺的合成納米結構十分便利。利用表面活性劑掺雜劑，使波利安胺變得可分散，因此在實際應用中非常有用。研究者們對波利安胺納米纖維的批量合成進行了廣泛的研究。形成emeraldine base的多階段反應模型被提出，第一階段形成了pernigraniline PS鹽的氧化狀態，第二階段的反應使得pernigraniline還原為emeraldine salt，而苯胺單體則被氧化為自由基陽離子。在第三階段，這個自由基陽離子與ES鹽結合。
根據一項研究的數據，在第一步中，聚合的度到達265，而最終聚合物的聚合度為319。
波利安胺通常以長鏈聚合物聚集體、由表面活性劑（或掺雜劑）穩定的納米顆粒分散體或不含穩定劑的納米紡織分散體的形式生產，具體取決於供應商和合成路徑。自1990年代末以來，已經開始商業化生產已掺雜的波利安胺分散體。
潛在應用
波利安胺的主要應用包括印刷電路板的製造：用作最終處理，每年使用的面積達數百萬平方米，還有抗靜電和ESD塗層，以及防腐蝕保護。波利安胺及其衍生物也被用作高溫熱處理生產氮摻雜碳材料的前體。
印刷的emeraldine波利安胺基傳感器也受到廣泛關注，這些設備通常通過絲網、噴墨或氣霧噴印來製造。由於波利安胺的極高導電性和機械強度，它的研究與開發將持續吸引許多科學家的注意。
波利安胺的歷史為我們帶來了科技進步的啟示，隨著時間的推移，這種材料的潛力是否將得到進一步的挖掘呢?
