塑料是怎樣導(dǎo)電的？

作者：網(wǎng)絡(luò) 發(fā)布時(shí)間：2020-12-21 14:52:43點(diǎn)擊：

一般認(rèn)為，塑料是一種很不錯(cuò)的電絕緣體。的確，絕大部分的塑料都具有優(yōu)異的電絕緣性能，因此，你在家里可以見(jiàn)到塑料做成的電線包覆、插座、插頭以及電器外殼等。但是，在這一般認(rèn)為不能導(dǎo)電的塑料家族中，卻出現(xiàn)了一批讓人看不懂的新成員，這就是“能導(dǎo)電的塑料”。

20世紀(jì)70年代初，在日本東京技術(shù)學(xué)院的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里，有一名研究生想利用普通乙炔制造一種叫做聚乙炔的塑料。這種塑料是一種黑色的粉末，在1955年首先合成，但是，沒(méi)有人了解它更詳細(xì)的情況。這位研究生在70年代所合成的卻不是一種黑色粉未樣的塑料，而是一種有銀色光澤的軟片，看起來(lái)像鋁箔一般。這時(shí)候，這位研究生才知道自己犯了一個(gè)錯(cuò)誤，他所加入的催化劑比按規(guī)定多了近100倍。因此，他合成的聚乙炔與其他聚乙炔相比完全不同。1977年，日本東京技術(shù)學(xué)院與美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)的專家們共同探索這種新穎塑料。后來(lái)，當(dāng)他們把碘摻入這種材料時(shí)，獲得了振奮人心的成果。這種柔軟的銀色軟片變成了金色的薄片。這種新材料的導(dǎo)電性隨之提高了1億倍。從此以后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，有10多種塑料，當(dāng)人們對(duì)它們進(jìn)行摻和時(shí)，都會(huì)發(fā)生類似的變化，并呈現(xiàn)出導(dǎo)電性。由于塑料導(dǎo)電性的提高，加上它們又易于成型，因此一下子成了材料科學(xué)家們的“寵兒”。

當(dāng)時(shí)，日美科學(xué)家利用摻雜法，使塑料的導(dǎo)電率取得令人震驚的成果。不過(guò)，塑料的這一導(dǎo)電率還只夠“半導(dǎo)體”的水平，離真正的金屬導(dǎo)體的水平尚有一段距離。

科學(xué)研究有時(shí)候猶如田徑場(chǎng)上的接力賽跑。聯(lián)邦德國(guó)的科學(xué)家們，接過(guò)日美科學(xué)家手里的“接力棒”，將獲得的導(dǎo)電塑料進(jìn)行特殊的熟化和拉伸取向處理，將處理好的塑料薄膜再進(jìn)行摻雜試驗(yàn)，結(jié)果，這種新穎塑料的導(dǎo)電率又提高了3個(gè)數(shù)量級(jí)，這時(shí)，新的塑料達(dá)到了“真正導(dǎo)體”的指標(biāo)。

大家知道，在金屬中，金和銀是最佳導(dǎo)體，而廣泛應(yīng)用的是居第三位的銅。聯(lián)邦德國(guó)科學(xué)家所試制成功的新穎塑料的導(dǎo)電能力已與銅相近了。

后來(lái)，經(jīng)過(guò)其他科學(xué)家的不斷試驗(yàn)，使新穎塑料的導(dǎo)電能力超過(guò)了銅，使它成了真正的導(dǎo)電塑料。

對(duì)于導(dǎo)電塑料的研究無(wú)論是在所開(kāi)發(fā)的品種上，還是在導(dǎo)電性能等方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。更令人可喜的是，在應(yīng)用方面，已有不少成功的范例：

由于導(dǎo)電塑料吸收光譜的本領(lǐng)與照到地面上的太陽(yáng)光幾乎不謀而合，也就是說(shuō)，導(dǎo)電塑料能把太陽(yáng)光中幾乎所有的能量都吸收下來(lái)，因此，它是制作太陽(yáng)能電池不可多得的材料。

導(dǎo)電塑料在摻雜、脫雜過(guò)程中，會(huì)經(jīng)歷從絕緣體到導(dǎo)電體之間不同程度的變化，這種變化同時(shí)導(dǎo)致吸收光譜的變化，于是，塑料的顏色也隨之發(fā)生變化，據(jù)此，可用來(lái)制作電致變色顯示元件等。

目前，透明導(dǎo)電塑料已成為透明導(dǎo)電膜的首選材料。我國(guó)科學(xué)家與國(guó)外專家合作，利用某種導(dǎo)電塑料制成了發(fā)光二極管。美國(guó)則已把導(dǎo)電塑料用于隱身飛機(jī)。此外，導(dǎo)電塑料在傳感器和催化等方面也大有用武之地。

專家們預(yù)言，在21世紀(jì)，對(duì)導(dǎo)電塑料的研究必將有新的突破性進(jìn)展。

導(dǎo)電塑料全方位地造福于人類的日子已經(jīng)為期不遠(yuǎn)了。