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塑料是如何導電的?

人們普遍認為塑料是壹種非常好的電絕緣體。事實上,大多數塑料都具有優異的電絕緣性能,所以妳可以在家裏看到塑料線罩、插座、插頭和電氣外殼。然而,在這個被普遍認為不導電的塑料家族中,卻出現了壹批讓人無法理解的新成員,那就是“導電塑料”。

20世紀70年代初,在日本東京工業大學的壹個實驗室裏,壹個研究生想用普通乙炔制造壹種叫聚乙炔的塑料。這種塑料是壹種黑色粉末,最早合成於1955,但沒有人知道它更詳細的情況。研究生在70年代合成的不是壹種有黑粉的塑料,而是壹種有銀色光澤的薄膜,看起來像鋁箔。這時,研究生意識到自己犯了壹個錯誤。他添加了比要求多近100倍的催化劑。所以他合成的聚乙炔和其他聚乙炔完全不同。從65438到0977,日本東京工業大學和美國明尼蘇達大學的專家共同探索這種新穎的塑料。後來,當他們將碘混合到這種材料中時,他們取得了令人興奮的結果。這種柔軟的銀色薄膜變成了金色的。這種新材料的電導率增加了654.38+0億倍。此後,科學家發現塑料有10多種,當人們將它們混合在壹起時,它們都會發生類似的變化,並表現出導電性。由於塑料導電性的提高和易於成型,壹下子成了材料科學家的“寵兒”。

當時,日本和美國的科學家用摻雜的方法使塑料的導電性達到了令人震驚的結果。但塑料的這種導電性,也僅僅夠“半導體”的水平,離真正的金屬導體水平還有壹段距離。

科研有時就像田徑接力賽。聯邦德國的科學家從日本和美國科學家手中接過接力棒,讓得到的導電塑料經過特殊的固化和拉伸取向處理,然後對處理後的塑料薄膜進行摻雜測試。結果,這種新型塑料的電導率提高了三個數量級,此時,這種新型塑料達到了“真正導體”的指標。

眾所周知,在金屬中,金和銀是最好的導體,銅是第三大用途。聯邦德國科學家成功開發的新型塑料的導電率接近銅。

後來,經過其他科學家的不斷實驗,這種新型塑料的導電性超過了銅,成為真正的導電塑料。

導電塑料的研究無論是開發的品種還是導電性能都取得了很大的進展。更令人欣慰的是,在應用上有很多成功的例子:

因為導電塑料吸收光譜的能力幾乎與照射在地面上的太陽光重合,也就是說導電塑料幾乎可以吸收太陽光中的所有能量,所以是制作太陽能電池的不可多得的材料。

導電塑料在摻雜和除雜的過程中,會不同程度地由絕緣體變為導體,這也會導致吸收光譜的變化,因此塑料的顏色也會發生變化,相應地,可以用來制作電致變色顯示元件。

目前,透明導電塑料已經成為透明導電膜的首選。中國科學家與外國專家合作,用某種導電塑料制成了發光二極管。美國已經將導電塑料用於隱形飛機。此外,導電塑料在傳感器和催化方面也很有用。

專家預測,在21世紀,導電塑料的研究將有新的突破。

導電塑料全方位造福人類的日子已經不遠了。

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