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信じられないほどの電気伝導率：ドーピングによってポリアセチレンは「プラスチック金属」にどのように促進されますか？
ポリアセチレン（IUPAC名：ポリセチレン）は常に有機ポリマーの代表であり、[C2H2] nの構造を持つ繰り返し単位を備えています。このポリマーの概念は、アセチレンの重合に由来し、二重結合を交互に伴う長い鎖を形成します。この分野では、ポリアセチレンは有機導電性ポリマーの研究への扉を明らかにするだけでなく、ドーピング後の導電性の高い導電性に大きな注目を集めるため、ポリセチレンは非常に重要であると考えられています。この発見は、マイクロエレクトロニクス、特に有機半導体における有機化合物の応用に対する興奮を引き付け、2000年にノーベル化学賞を受賞しました。
ポリセチレンの導電率の改善により、この材料は軽量と加工性に向けて発達することができ、「プラスチックメタル」の理想的な材料になると予想されます。
ポリセチレンの構造は炭素原子から形成され、各炭素原子は水素原子と交互に結合されています。このポリマーは、反応温度を変更することにより、CISまたはトランス異性体の合成を制御できます。ポリセチレンの主な鎖には共役特性がありますが、炭素炭素結合は完全に等しくはありませんが、単一結合と二重結合の明らかな交互の交互があります。ポリセチレンの適用、空気の不安定性、および処理の困難のために、商業化の可能性は限られています。
ポリセチレンの歴史
ポリセチレンに関する初期の研究では、最も初期の報告されたアセチレンポリマーは「カプレン」であり、この分野の後の研究に影響を与えました。1958年、Giulio Nattaは、高分子量と高結晶性を備えたポリマーである線形ポリセチレンを最初に合成しましたが、その致命的な空気感度のためにほとんど注目を集めませんでした。
シラカワの研究チームが、線形ポリセチレンを銀膜に変換できることを発見し、ポリアセチレンの導電率が今回まで再認識されたことを発見しませんでした。
shirakawa et al。の実験により、ポリアセチレンにi2をドープすると、その導電率が7桁増加することが示されました。この発見により、ポリセチレンは有機導電性材料の重要なマイルストーンになります。さらなる改善と研究により、科学者は、シスポリセチレンがトランスポリセチレンよりも優れた導電率を持っていることを発見し、ASF5などの他のドーパントの使用は導電率をさらに改善し、銅のレベルに近いレベルに達することさえあります。
合成とドーピング
ポリセチレンの合成には多くの方法があります。最も一般的なのは、Ziegler-Natta触媒を介したアセチレンガスの重合です。さまざまな触媒構成と条件により、科学者はポリマーの構造と特性を正確に制御できます。さらに、ポリアセチレンは、環状物質の環境性物質の導入の可能性を提供する環状オープンチェーン重合（ROMP）によって合成することもできます。
ポリセチレンのドーピングプロセス中に、電子受容化合物の蒸気に曝露することにより、導電率は劇的に増加します。つまり、ポリマーは新しい電子技術の方向に従います。
たとえば、Br2、I2などのP型ドーパントは、ポリセチレンの導電率を効果的に改善し、電荷移動複合体の形成をもたらす可能性があります。リチウム、ナトリウム、カリウムなどのN型ドーパントの導入により、導電率の増加はP型ドーピングほど明白ではありませんが、対応する研究も進行中です。
ポリセチレンの特性と応用
ポリセチレンの構造と特性は、合成条件に大きく依存しており、異なる温度で異なるCIとトランス比を得ることができます。ポリセチレン膜の導電率は、ドーピングなしで大幅に変化しており、ドーピング後はさらに驚くべきことです。
ポリアセチレンは室温で良好な導電率を持っていますが、空気に接触した後、その柔軟性と導電率は大幅に低下し、酸化さえも発生します。
したがって、ポリアセチレンは電子機器やその他の材料科学アプリケーションで役割を果たすことが期待されていますが、現在の商用アプリケーションは、独自の不安定性と処理の困難のために明確ではありません。研究者は、ポリチオフェン、ポリアニリンなどの他の導電性ポリマーに注意を向けることができます。
これらの困難と課題は、将来、ポリアセチレンが依然としてその制限を突破し、新しいアプリケーションの可能性をもたらすことができることを意味しますか？
