Language
Country/Area
No result found
الموصلية الكهربائية المذهلة: كيف يتم تعزيز البولي أسيتيلين إلى" المعدن البلاستيكي "عن طريق المنشطات؟
polyacetylene (اسم iupac: polyacetylene) كان دائمًا ممثلًا للبوليمرات العضوية ، مع وحدة تكرار بهيكل [C2H2] n.يأتي مفهوم هذا البوليمر من بلمرة الأسيتيلين ، ويشكل سلاسل طويلة مع روابط مزدوجة بالتناوب.في هذا المجال ، يعتبر البولي أسيتيلين ذا أهمية كبيرة ، لأن اكتشافه لا يكشف عن الباب للبحث عن البوليمرات الموصلة العضوية ، ولكنه يجذب أيضًا اهتمامًا كبيرًا لموصله العالي بعد المنشطات.لقد اجتذب هذا الاكتشاف اهتمامًا أثيرًا بتطبيق المركبات العضوية في الأجهزة الإلكترونية الدقيقة ، وخاصة أشباه الموصلات العضوية ، وحصل على جائزة نوبل في الكيمياء في عام 2000.
مكنت الموصلية المحسنة للبولي أسيتيلين هذه المادة من التطور نحو الوزن الخفيف والقابلية للمعالجة ، ومن المتوقع أن تصبح مادة مثالية لـ "المعدن البلاستيكي".
يتشكل هيكل البولي أسيتيلين من ذرات الكربون ، مع وجود روابط واحدة ومزدوجة بين بعضها البعض ؛يمكن لهذا البوليمر التحكم في تخليق رابطة الدول المستقلة أو الأيزومرات العابرة عن طريق تغيير درجة حرارة التفاعل.على الرغم من أن السلسلة الرئيسية للبولي أسيتيلين لها خصائص متصلة ، إلا أن روابط الكربون الكربونية ليست متساوية تمامًا ، ولكن هناك تناوب واضح للروابط المفردة والمزدوجة.لتطبيق polyacetylene ، وعدم استقراره في الهواء وصعوبة المعالجة ، فإن إمكانية التسويق محدودة.
تاريخ polyacetylene
في الأبحاث المبكرة حول البولي أسيتيلين ، كان أولر البوليمر الأسيتيلين المبلغ عنه هو "كوبرين" ، الذي أثر في وقت لاحق على الأبحاث في هذا المجال.في عام 1958 ، قام Giulio Natta أولاً بتوليف البولي أسيتيلين الخطي ، وهو بوليمر ذو وزن جزيئي مرتفع وبلورة عالية ، لكنه اجتذب القليل من الاهتمام بسبب حساسية الهواء المميتة.
وأظهرتلم يكن حتى اكتشف فريق الأبحاث في Hideki Shirakawa أنه يمكن تحويل البولي أسيتيلين الخطي إلى أفلام فضية ، وتم إعادة التعرف على قيمة الموصلية للبولي أسيتيلين حتى هذا الوقت.
تجارب Shirakawa et al. أنه عندما يتم تعاطي البولي أسيتيلين مع I2 ، يتم زيادة الموصلية بسبعة أوامر من حيث الحجم.هذا الاكتشاف يجعل البولي أسيتيلين علامة فارقة في المواد الموصلة العضوية.من خلال مزيد من التحسينات والبحث ، وجد العلماء أن CIS-polyacetylene لديه توصيل أفضل من trans-polyacetylene ، ويمكن أن يؤدي استخدام المنشطات الأخرى مثل ASF5 إلى تحسين الموصلية ، حتى الوصول إلى مستوى بالقرب من النحاس.
التوليف و Doping
هناك العديد من الطرق لتوليف البولي أسيتيلين ، والأكثر شيوعًا هو بلمرة غاز الأسيتيلين من خلال محفز Ziegler-Natta.تتيح تكوينات وظروف المحفز المختلفة للعلماء التحكم بدقة في بنية وخصائص البوليمرات.بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا تصنيع البولي أسيتيلين بواسطة بلمرة سلسلة المفتوحة الدورية (ROMP) ، مما يوفر إمكانية إدخال المواد الوظيفية اللاحقة.
أثناء عملية تعاطي المنشطات للبولي أسيتيلين ، من خلال تعريضه إلى بخار مركبات قبول الإلكترون ، ستزداد الموصلية بشكل كبير ، مما يعني أن البوليمر سيتبع اتجاه التقنيات الإلكترونية الناشئة.
على سبيل المثال ، يمكن أن تحسن DOPANTS من النوع P مثل BR2 و I2 ، وما إلى ذلك بفعالية الموصلية للبولي أسيتيلين ، مما يؤدي إلى تكوين مجمع نقل الشحن.مع إدخال Dopants من النوع N مثل الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم ، على الرغم من أن زيادة الموصلية ليست واضحة مثل المنشطات من النوع P ، فإن الدراسات المقابلة جارية أيضًا.
خصائص وتطبيقات polyacetylene
يعتمد هيكل وخصائص البولي أسيتيلين اعتمادًا كبيرًا على ظروف التوليف ، والتي يمكن أن تحصل على نسب مختلفة من رابطة الدول المستقلة إلى درجات حرارة مختلفة.لقد تغيرت الموصلية لأفلام البولي أسيتيلين بشكل كبير دون تعاطي المنشطات ، وهو أكثر مدهشة بعد المنشطات.
على الرغم من أن البولي أسيتيلين يتمتع بحسن توصيل في درجة حرارة الغرفة ، إلا أنه سيتم تقليل مرونته وموصليته إلى حد كبير بعد الاتصال بالهواء ، وسيحدث الأكسدة.
لذلك ، على الرغم من أنه من المتوقع أن يلعب بولي أسيتيلين دورًا في تطبيقات الإلكترونيات وتطبيقات علوم المواد الأخرى ، إلا أن التطبيقات التجارية الحالية غير واضحة بسبب عدم الاستقرار وصعوبات المعالجة.قد يحول الباحثون انتباههم إلى البوليمرات الموصلة الأخرى ، مثل البوليثيوفين ، البوليانيلين ، إلخ.
هل تعني هذه الصعوبات والتحديات أنه في المستقبل ، لا يزال بإمكان البولي أسيتيلين اختراق حدوده ويجلب لنا إمكانيات تطبيق جديدة؟
