在我们的记忆中,塑料都是不导电的绝缘体,塑料导线包皮和塑料插头、插座及许多电器的塑料外壳就是利用了塑料的绝缘特性。
有没有可能使塑料成为电的良导体呢”科学家为此进行了长期的探索。70年代末80年代初,这项研究取得了突破。1977年,美国宾夕法尼亚大学和日本筑波大学的化学家发现,掺杂卤素的聚乙炔,在室温下的导电能力相当高。研究结果表明,许多具有共轭双键的聚合物,金属之所以能导电是由于载流子在电场的作用下发生迁移。那么,上述导电高分子材料是怎样导电的呢?原来,是线型高聚物分子主链上的共轭体系在起作用。大家知道,在有机化合物中,当碳间的共价双键与共价单键相间排列时,就形成了一个共轭π电子去互相重叠形成整个分子共有的电子带,这些共轭π电子可作为传导电流的载流子。随着π电子数量的增加,共价电子带和能参与导电的导带间隔缩小,载流子密度加大,致使高聚物的导电率上升。金属的导电是各向同性的,而高分子材料的导电性则是各向异性的,沿高分子主链方向的导电率特别大;普通金属的导电性,随着温度的降低而增大,而导电塑料的导电性却相反,随着温度的升高而增大。这些区别在理论上和实际应用上都有重要意义。这种新型导电塑料被称为“塑料金属”。它的出现引起了人们很大的兴趣。因为它既能导电,又具有重量轻的特点,所以,很快就被应用到新技术上。
有人正在研究用聚咔唑导电塑料制造汽车窗户的去雾器以及计算机的电路板。
新型导电塑料不仅能导电,而且还能传光。国外正在利用导电高分子研制第五代计算机棗光计算机。由于光速比电子速度快得多,所以光计算机的功能也将比电子计算机更强,运算速度将更快,存储能力将更高。
军用飞机上使用了大量电器元件,如果这些元件部分地采用了导电高分子材料来制造,可使飞机重量减轻10%。这不但可以节省燃料油的消耗量,而且可提高飞机的战术技术能力。此外,导电高分子材料在战略防御中将起到重要的防护作用,使军用电子设施免遭损害,确保军队指挥、控制通信和情报系统畅通。因为,核爆炸生产的电磁脉冲会使各种电子电器设备的线路系统发生损坏,失去效能,但对聚合物光学系统却无能为力。