Plasty jsou často považovány za materiály s velmi špatnou elektrickou vodivostí, proto se z nich vyrábějí izolační pláště kabelů. Však, vědci zjistili, že plastové vodiče lze vyrobit smícháním plastů s vysokou koncentrací vláknitých sazí a sazí koksovací směs. Plastové vodiče jsou nejdůležitější třídou vodivých polymerních materiálů.
Plastové vodiče kombinují elektrická vodivost kovů s různými vlastnostmi plastů. Udělit polymeru elektrickou vodivost, musí být zaveden π-konjugovaný systém, aby se vytvořil polymer s překrývajícími se π-elektronovými systémy. Navíc, pravidelná struktura polymeru je nepostradatelná a pro tento účel lze použít příměs. Tedy, první podmínkou pro to, aby byl plastový materiál elektricky vodivý, je, že má π-konjugovaný elektronový systém. Druhou podmínkou je, že je chemicky nebo elektrochemicky dopován. To znamená, polymerní řetězce získávají nebo ztrácejí elektrony prostřednictvím redoxního procesu.
Plastové vodiče se obvykle dělí do dvou hlavních skupin:
Konstrukční plastové vodiče
Konstrukční plastové vodiče jsou plasty, které jsou samy o sobě vodivé. Vodivé nosiče (elektrony nebo ionty) jsou poskytovány polymerní strukturou. Po promíchání, vodivost těchto plastů se může výrazně zvýšit. Některé mohou dokonce dosáhnout vodivosti kovů (kovové vodiče). Existují dva hlavní typy dopantů: chemický dopant a fyzikální dopant. Dopanty mají akceptor elektronů, donor elektronů a elektrochemické příměsi. Typickým příkladem je dopovaný polyacetylen. Po přidání jodu nebo pentafluoridu arsenu a dalších akceptorů elektronů, jeho vodivost se může zvýšit až na 104Ω-1-cm-1. Strukturálně vodivé plasty lze použít k výrobě vysoce výkonných plastových baterií, kondenzátory s vysokou hustotou energie, materiály absorbující mikrovlny, atd.
Kompozitní plastové vodiče
V kompozitních plastových vodičích, plast sám o sobě není elektricky vodivý. Funguje pouze jako pojivo. Vodivost se získá smícháním vodivých látek, jako jsou saze a kovové prášky. Tyto vodivé látky (vodivé látky) jsou známé jako vodivé náboje. Nejčastěji se používá stříbrný prášek a saze. Hrají roli při poskytování nosičů v kompozitním plastovém vodiči. Kompozitní plastové vodiče se snadno připravují a mají vysoký stupeň praktičnosti. Tyto materiály se často používají ve spínačích, komponenty citlivé na tlak, konektory, elektromagnetické stínění, rezistory a solární články.
Použití plastového vodiče v aplikacích, jako jsou antistatické přísady, antielektromagnetické počítačové obrazovky a chytrá okna se rychle rozvíjely. A existuje také široká škála slibných aplikací v oblasti světelných diod, solární články, mobilní telefony, miniaturní televizní obrazovky a dokonce výzkum v oblasti přírodních věd. Navíc, kombinace plastových vodičů a nanotechnologie také přispěje k podpoře rychlého rozvoje molekulární elektroniky. V budoucnu, lidé budou nejen schopni výrazně zvýšit rychlost počítačů, ale také snížit jejich velikost. V důsledku toho, předpovídalo se, že notebook budoucnosti by se mohl vejít do hodinek.
