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新材料开辟新领域
发布时间:2006-06-22 14:25:38  来源:国家数字文化网 作者:



     自从麦克迪尔米德和他的合作者宣布发现了导电塑料这一人造导电材料后,吸引了世界许多国家的化学界和工业界的研究人员,去进行开发应用导电聚合物的研究。当然,一开始不见得就一帆风顺。

     率先在这一方面进行导电聚合物商业化生产合作研究的人是美国新泽西州莫里斯敦的爱理德-西格诺公司的研究员雷·鲍曼。但他一开始就受到挫折,他的研究小组制成的几种掺入碱金属的多炔材料既不好溶解,也不能熔化和加工成薄膜或固体状态,在空气中也容易起反应,而且这种掺入碱金属的多炔导电聚合物一旦暴露在空气中,就噼里啪啦地进发火花。

      后来,爱理德-西格诺公司的另一位化学家罗纳德·埃尔森领导一个研究小组,则研究出了几种能制造稳定的可以实际使用的导电聚合物的技术,并用它制成了电池。上一篇故事开头提到的麦克迪尔米德摆弄的那种从日本寄来的电池,就是罗纳德·埃尔森研究的导电聚合物做出来的。这种电池的一个电极是锂,另一个电极就是导电聚合物聚苯胺。

      现在,爱理德-西格诺公司又研究了一种可充电的导电聚合物电池,它比通常的镍镉电池能量密度高50%,而且对环境无害。因为在生产镍镉电池的过程中,有毒的镉废料常流入地下,造成水污染,而要处理这些有毒废水很费事。现在开发出的导电聚合物电池可不再使用有毒重金属,无疑它将会大受厂家的欢迎。

    在前联邦德国的一家合资公司正在生产一种很薄的电池,只有明信片大,很适于作为手提式工具的电源,也是用导电塑料制造的。

    导电聚合物在20世纪80年代初还是实验室的陈列品,现在,它除做电池外,在电容器、飞机、机器人、导电纤维纺织品、抗静电装置等许多方面都大有用武之地。 例如,有的导电聚合物浸在普通有机酸或无机酸中可掺杂成导电态,而经过一些碱处理后又能成为绝缘态,利用这些特点可以把这些导电聚合物制成电容器。有一种叫聚苯胺的聚合物膜,经过绝缘处理后,再对膜进行掺杂,就能使其成为两面导电中间绝缘的电容器。

导电聚合物聚苯胺膜经过掺杂/脱掺杂处理还可使导电性发生变化,同时改变着膜的结构形态,即其中孔隙的大小,通过改变掺杂剂的种类和浓度可以精确控制膜中孔隙的尺寸,这样就可以实现对不同气体的分离,它能像筛子一样,通过孔的大小控制气体分子是通过筛子还是留在筛子内,因为不同气体的分子,大小是不一样的。

总之,随着电子工业的进步,导电聚合物的市场会越来越广阔,甚至可以说:不胜枚举。

由导电塑料的被发现和得到广泛应用、前景无限的事例中,我们想到,一项实验未能得到预期的结果,它也许意味着失败,但也许意味着另一种意外的成功。这种机遇能否被把握住,就要看实验者的水平和功力了。

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