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놀라운 전기 전도성 : 폴리 아세틸렌은 도핑에 의해"플라스틱 금속 "으로 어떻게 촉진됩니까?
폴리 아세틸렌 (IUPAC 이름 : 폴리 아세틸렌)은 항상 유기 중합체의 대표자였으며, [C2H2] n의 구조를 갖는 반복 단위를 갖는다.이 중합체의 개념은 아세틸렌의 중합으로부터 발생하며, 교대 이중 결합으로 긴 사슬을 형성한다.이 분야에서 폴리 아세틸렌은 유기 전도성 폴리머에 대한 연구의 문을 공개 할뿐만 아니라 도핑 후 고도도가 높기 때문에 큰 관심을 끌기 때문에 폴리 아세틸렌은 매우 중요하다고 간주됩니다.이 발견은 마이크로 일렉트로닉스, 특히 유기 반도체에서 유기 화합물의 적용에 대한 관심을 불러 일으켰으며 2000 년에 노벨 화학 상을 수상했습니다.
폴리 아세틸렌의 개선 된 전도도는이 재료가 경량 및 가공성을 향해 발전 할 수있게 해주었 고, "플라스틱 금속"의 이상적인 재료가 될 것으로 예상됩니다.
폴리 아세틸렌의 구조는 탄소 원자로부터 형성되며, 각각의 탄소 원자는 수소 원자로 부착된다.이 중합체는 반응 온도를 변화시킴으로써 그의 시스 또는 트랜스 이성질체의 합성을 제어 할 수있다.폴리 아세틸렌의 주요 사슬에는 공액 특성이 있지만, 탄소-탄소 결합은 완전히 같지 않지만 단일 및 이중 결합의 명백한 교대가있다.폴리 아세틸렌의 적용을 위해, 공기 중 불안정성 및 처리의 어려움은 상용화 가능성이 제한적이다.
폴리 아세틸렌의 병력
폴리 아세틸렌에 대한 초기 연구에서초기에보고 된 아세틸렌 중합체는 "Cuprene"이며,이 분야에서 나중에 연구에 영향을 미쳤다.1958 년, Giulio Natta는 먼저 분자량 및 높은 결정도를 갖는 중합체 인 선형 폴리 아세틸렌을 합성했지만 치명적인 공기 민감도로 인해 거의 관심을 끌지 않았습니다.
Hideki Shirakawa의 연구팀은 선형 폴리 아세틸렌이은 필름으로 전환 될 수 있고 폴리 아세틸렌의 전도도 값 이이 시간까지 다시 인식되었다는 것을 발견하기 전까지는 아니었다.
Shirakawa et al.의 실험에 따르면 폴리 아세틸렌이 i2로 도핑 될 때 전도도가 7 배 증가한 것으로 나타났습니다.이 발견은 폴리 아세틸렌을 유기 전도성 물질에서 중요한 이정표로 만듭니다.추가 개선 및 연구를 통해 과학자들은 시스-폴리 아세틸렌이 트랜스-폴리 아세틸렌보다 더 나은 전도도를 가지고 있으며, ASF5와 같은 다른 도펀트의 사용은 전도도를 더욱 향상시킬 수 있으며, 조 구리에 가까운 수준에 도달 할 수 있음을 발견했다.
합성 및 도핑
폴리 아세틸렌의 합성을위한 많은 방법이 있으며, 가장 흔한 것은 Ziegler-Natta 촉매를 통한 아세틸렌 가스의 중합입니다.다른 촉매 구성 및 조건을 통해 과학자들은 중합체의 구조와 특성을 정확하게 제어 할 수 있습니다.또한, 폴리 아세틸렌은 또한 사이 클릭 오픈 체인 중합 (ROMP)에 의해 합성 될 수 있으며, 이는 기능성 물질의 후속 도입 가능성을 제공한다.
예를 들어, Br2, i2 등과 같은 P 형 도펀트는 폴리 아세틸렌의 전도도를 효과적으로 향상시켜 전하 전달 복합체의 형성을 초래할 수있다.리튬, 나트륨 및 칼륨과 같은 N- 타입 도펀트가 도입되면, 전도도 증가는 P 형 도핑만큼 명백하지는 않지만, 해당 연구도 진행되고있다. 폴리 아세틸렌의 특성 및 응용 폴리 아세틸렌의 구조 및 특성은 합성 조건에 크게 의존하며, 이는 상이한 온도에서 상이한 CI 대 트랜스 비율을 얻을 수있다.폴리 아세틸렌 필름의 전도도는 도핑없이 상당히 바뀌 었으며, 도핑 후에는 훨씬 더 놀랍습니다.폴리 아세틸렌의 도핑 과정에서 전자-수용 화합물의 증기에 노출시킴으로써 전도도는 극적으로 증가 할 것이며, 이는 중합체가 떠오르는 전자 기술의 방향을 따를 것임을 의미한다.
폴리 아세틸렌은 실온에서 전도도가 우수하지만 공기와 접촉 한 후 유연성과 전도도가 크게 감소하고 산화도 발생합니다.
따라서 폴리아 아세틸렌은 전자 및 기타 재료 과학 응용 분야에서 역할을 할 것으로 예상되지만, 현재의 상업용 응용 분야는 자체 불안정성과 처리 어려움으로 인해 명확하지 않습니다.연구원들은 폴리 티오펜, 폴리 아닐린 등과 같은 다른 전도성 중합체에 관심을 돌릴 수 있습니다.
이러한 어려움과 도전은 미래에 폴리 아세틸렌이 여전히 한계를 뚫고 새로운 응용 프로그램 가능성을 가져올 수 있다는 것을 의미합니까?
