Language
Country/Area
No result found
Невероятная электрическая проводимость: как полиацетилен способствует« пластиковому металлу »при легировании?
Полиацетилен (имя IUPAC: полиацетилен) всегда был представителем органических полимеров с повторяющейся единицей со структурой [C2H2] n.Концепция этого полимера происходит от полимеризации ацетилена, образуя длинные цепи с чередующимися двойными связями.В этой области полиацетилен считается, что имеет большое значение, потому что его открытие не только раскрывает дверь для исследования органических проводящих полимеров, но и привлекает большое внимание к его высокой проводимости после допинга.Это открытие вызвало вызванность интереса к применению органических соединений в микроэлектронике, особенно органических полупроводниках, и в 2000 году получила Нобелевскую премию по химии.
Улучшенная проводимость полиацетилена позволила этому материалу развиваться в направлении легкого и обработчивости и, как ожидается, станет идеальным материалом для «пластикового металла».
Структура полиацетилена образуется из атомов углерода, с отдельными и двойными связями, чередующимися между собой;Этот полимер может контролировать синтез его цис или транс -изомеров путем изменения температуры реакции.Хотя основная цепь полиацетилена обладает конъюгированными свойствами, его углерод-углеродные связи не совсем равны, но существует очевидное чередование одиночных и двойных связей.Для применения полиацетилена, его нестабильности в воздухе и сложности при обработке, возможность коммерциализации ограничена.
История полиацетилена
В ранних исследованиях полиацетилена, самым ранним сообщенным ацетиленовым полимером был «купрен», который повлиял на более поздние исследования в этой области.В 1958 году Giulio Natta сначала синтезировал линейный полиацетилен, полимер с высокой молекулярной массой и высокой кристалличностью, но он привлекал мало внимания из -за смертельной чувствительности воздуха.
только исследовательская группа Хидеки Ширакава обнаружила, что линейный полиацетилен может быть преобразован в серебряные пленки, а ценность проводимости полиацетилена была повторно признана до этого времени.
Эксперименты Shirakawa et al. показали, что, когда полиацетилен легирован I2, его проводимость увеличивается на семь порядков.Это открытие делает полиацетилен важной вехой в органических проводящих материалах.При дальнейших улучшениях и исследованиях ученые обнаружили, что цис-полиацетилен обладает лучшей проводимостью, чем транс-полинцетилен, и использование других добанов, таких как ASF5, может еще больше улучшить проводимость, даже достигая уровня, близкого к уровню меди.
синтез и допинг
Существует много методов синтеза полиацетилена, наиболее распространенной является полимеризация ацетиленового газа через катализатор Ziegler-Natta.Различные конфигурации и условия катализатора позволяют ученым точно контролировать структуру и свойства полимеров.Кроме того, полиацетилен также может быть синтезирован с помощью циклической полимеризации открытой цепи (Romp), которая обеспечивает возможность для последующего введения функциональных веществ.
В процессе легирования полиацетилена, подвергая его паре соединений с акцентированием электронов, проводимость резко возрастет, что означает, что полимер будет следовать направлению появляющихся электронных технологий.
Например, легирующие приставки P-типа, такие как BR2, I2 и т. Д., Это могут эффективно улучшить проводимость полиацетилена, что приводит к образованию комплекса переноса заряда.С внедрением легированных приставок N-типа, таких как литий, натрий и калий, хотя их увеличение проводимости не так очевидно, как легирование P-типа, также ведутся соответствующие исследования.
Свойства и применение полиацетилена
Структура и свойства полиацетилена в значительной степени зависят от условий синтеза, которые могут получать различные отношения CIS к транс -соотношениям при разных температурах.Проводимость полиацетиленовых пленок значительно изменилась без допинга, и это еще более удивительно после допинга.
Таким образом, хотя, хотя полиацетилен, как ожидается, будет играть роль в электронике и других приложениях материаловедения, текущие коммерческие применения не ясны из -за его собственной нестабильности и трудностей с обработкой.Исследователи могут обратить свое внимание на другие проводящие полимеры, такие как политиофен, полианилин и т. Д.Хотя полиацетилен имеет хорошую проводимость при комнатной температуре, его гибкость и проводимость будут значительно снижены после контакта с воздухом, и даже окисление будет происходить.
Значит ли эти трудности и проблемы, что в будущем полиацетилен все еще может преодолеть свои ограничения и принести нам новые возможности применения?
