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高分子的導電性

白川英樹發現導電塑料：錯誤經常有一些不經意的發現，當然，上帝垂青有準備的，且努力的人

塑料能導電，不要說普通人不相信，就是科學家中也沒有幾個人相信。可是一次偶然事件讓它成為現實，參與這項工作的三位科學家也有幸成為2000年度譜貝爾化學獎得主。這三位科學家是美國的艾倫·黑格教授和艾倫·馬克迪爾米德教授以及日本的白川英樹教授，他們是因1977年發現導電聚合物——聚乙炔而獲獎的。

日本化學家白川英樹在20世紀70年代初，用乙炔氣制多炔聚合物，原應得到黑色粉末狀物質。由于一位工作人員操作失誤，向原料中多加了1000倍的催化劑，結果得到了頗像金屬的銀光閃閃的薄膜。然而這一錯誤竟然導致了奇跡――一張聚乙炔薄膜合成出來了。

后來白川英樹到費城賓夕法尼亞大學訪問，與馬克迪爾米德合作。他們著手將碘摻雜到這一搬白色聚合物中，經測量發現，薄膜的導電性比普通塑料增加了3000多億倍。就這樣導電塑料被發現了。

再后來，美國物理學家黑格也加入了研究，1977年，他利用這種薄膜發明了可以彎曲的很薄的電子器件，制出了具有半導體性能的發光二極管。

導電聚乙炔的吸收光譜與照到地面上的太陽光十分相似，也就是說，導電聚乙炔能把太陽光中幾乎所有的能量都吸收下來，因此是做太陽能電池的理想材料。

由于聚乙炔的導電特征類似于金屬導體，因此被稱為“合成金屬”（SyntheticMetals）。“合成金屬”的新概念和導電高分子新領域的出現不僅打破了有機高分子與導電無緣的傳統觀念，而且為低維固體電子學和分子電子學的建立和發展打下基礎。

聚合物的導電性能受分子結構及外界條件的影響：

(1) 極性聚合物的導電性要好于非極性聚合物。

(2) 存在共軛體系的，導電性好。

(3) 相對分子質量增大能使電子電導增大，但離于電導減小。

(4) 結晶度增大可使電子電導增大，而離子電導減小。

(5) 聚合物殘留的導電性“雜質”(如催化劑、導電性填料、水分等)含量越大，則導電性越好。其中水對極性聚合物影響大，但對非極性聚合物影響很小。

(6) 溫度升高，聚合物導電性急劇增強。

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