長久以來，我們對硅膠的認知是：一種優秀的絕緣體，不導電也不導熱。它廣泛應用于醫療設備、密封劑和電子涂層等領域，因為它能有效地阻擋電流。然而，美國密歇根大學的研究人員卻帶來了一項顛覆性的突破：他們發現了一種新型硅膠，竟然能夠充當半導體！這項發現徹底挑戰了我們對材料屬性的傳統觀念，并為柔性電子技術打開了無限可能。

這項突破的核心在于硅膠的分子結構。傳統硅膠由硅原子和氧原子交替排列的骨架（Si—O—Si）構成。通常，這些鍵之間的角度使得電子難以自由移動，從而使其成為絕緣體。但研究團隊在研究不同交聯結構的硅膠時，偶然發現了一種特殊的共聚物（由兩種不同類型的重復單元——籠狀和線性硅膠組成）。在這種新型硅膠中，研究人員發現了一個令人驚嘆的秘密：Si—O—Si鍵之間的角度發生了微妙的變化。

通常，Si—O—Si鍵角約為110度，這使得電子難以在材料中移動。然而，在這個新發現的硅膠共聚物中，這些鍵角在基態時就達到了140度，而在受激態時甚至能拉伸到150度！這種角度的改變足以在電子之間建立起意想不到的相互作用，為電荷流動創造了一條“高速公路”。研究人員指出，共聚物鏈的長度越長，電子移動的距離就越遠，吸收和發射光所需的能量也越少。

這項發現的意義遠不止于導電性。由于其半導體特性，這種新型硅膠還能夠呈現出彩虹般的顏色！電子在基態和受激態之間跳躍時會吸收和發射光子，而光的顏色取決于共聚物鏈的長度。鏈越長，發射的光子能量越低，硅膠就呈現出紅色；鏈越短，需要更大的能量跳躍，發射的光子能量越高，顏色就偏向藍色。此前，硅膠通常是透明或白色的，因為它作為絕緣體無法吸收太多光。現在，這項技術讓硅膠擁有了豐富的色彩，并能根據鏈長精準控制。

密歇根大學的材料科學與工程博士生、該研究的主要作者張子京（Zijing Zhang）表示：“我們正在將一種大家認為不導電的材料，賦予它新的生命——這可能為下一代柔軟、柔性電子產品提供動力。”

這項突破性發現，為未來的科技應用描繪了激動人心的藍圖：我們有望看到能夠顯示不同圖案或圖像的新型柔性平板顯示器、可穿戴傳感器，甚至是可以隨意改變顏色的智能服裝。柔性光伏（太陽能電池）也可能因此得以實現。這標志著我們正在從剛性、單一功能的材料時代，邁向一個柔軟、多功能、甚至能與我們身體更自然融合的電子產品新時代。

參考資料：DOI： 10.1002/marc.202500081