多年以来,人们认为主要是金属导电,当然一些电解质也有导电性。但是金属导电也有不足:比如容易发热引起导电效率降低、金属比重较大远距离架设困难、金属在空气中露置被氧化或者腐蚀造成损耗、金属的价格较高等等。虽然目前应用最多的仍然是金属或者合金导电,但已经呈现用量减少势头。究其原因,也就是导电塑料的研究和应用!
(聚乙炔二极管)
所谓导电塑料是将树脂和导电物质混合,用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料,这种材料对暴露在氧气中的抗氧化能力也要高得多。主要应用于抗静电添加剂、计算机抗电磁屏幕、智能窗、发光二极管、太阳能电池、移动电话、微型电视屏幕乃至生命科学研究等领域,前景十分广泛。
(可发光的导电塑料)
导电塑料是在1970年的一天被发现的,日本的白川英树教授让他的一位研究生用乙炔制取聚乙炔。由于这位学生日语不太好,听错了导师对实验中应加催化剂量的要求,结果加入了应使用催化剂用量的近100倍,然而这一错误竟带来了奇迹,得到了一种银光闪闪的薄膜,有一点点导电性,很像金属。实际上聚乙炔应该是一种黑色的粉末。1977年白川英树在与美国宾夕法尼亚大学的物理教授麦克第阿密特研究这种塑料薄膜时又发现,若在乙炔的聚合过程中掺入碘,所得的聚乙炔呈金黄色,导电能力提高了3千万倍。
(聚乙炔的结构)
之后,德国的纳尔曼教授用白川英树催化剂体系获得聚乙炔后,立即进行特殊的熟化和拉伸取向处理,再给聚乙炔薄膜掺杂,结果得到的材料比掺碘的电导率又提高了3个数量级。纳尔曼的聚乙炔导电能力与铜相近了,具有研究的里程碑意义,不得不说把研究和应用又往前推进了一大步。
作者:小钠(图片来源网络)
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