Si ritiene spesso che le materie plastiche abbiano una conduttività elettrica molto scarsa, per questo motivo vengono utilizzati per realizzare guaine isolanti per cavi. Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto che i conduttori di plastica possono essere realizzati mescolando plastica con un'alta concentrazione di nerofumo filamentoso e a composto di coke. I conduttori plastici rappresentano la classe più importante di materiali polimerici conduttivi.
I conduttori in plastica combinano il conduttività elettrica dei metalli con le diverse proprietà della plastica. Per conferire conduttività elettrica a un polimero, è necessario introdurre un sistema coniugato π per formare un polimero con sistemi di elettroni π sovrapposti. Inoltre, la struttura regolare del polimero è indispensabile e il drogante può essere utilizzato a questo scopo. così, la prima condizione affinché un materiale plastico sia elettricamente conduttivo è che abbia un sistema di elettroni coniugati π. La seconda condizione è che sia drogato chimicamente o elettrochimicamente. Questo è, le catene polimeriche acquistano o perdono elettroni attraverso un processo redox.
I conduttori in plastica sono solitamente divisi in due gruppi principali:
Conduttori plastici strutturali
I conduttori in plastica strutturale sono materie plastiche intrinsecamente conduttive. I portatori conduttivi (elettroni o ioni) sono forniti dalla struttura del polimero. Dopo la miscelazione, la conduttività di queste plastiche può aumentare in modo significativo. Alcuni possono raggiungere anche la conduttività dei metalli (conduttori metallici). Esistono due tipi principali di droganti: drogante chimico e drogante fisico. I droganti hanno un accettore di elettroni, donatore di elettroni e droganti elettrochimici. Il poliacetilene drogato è un tipico esempio. Dopo l'aggiunta di iodio o pentafluoruro di arsenico e altri accettori di elettroni, la sua conduttività può aumentare fino a 104Ω-1-cm-1. La plastica conduttiva strutturale può essere utilizzata per realizzare batterie in plastica ad alta potenza, condensatori ad alta densità di energia, materiali che assorbono le microonde, eccetera.
Conduttori in plastica composita
In conduttori di plastica composita, la plastica stessa non è elettricamente conduttiva. Funge solo da legante. La conducibilità si ottiene miscelando sostanze conduttrici come nerofumo e polveri metalliche. Queste sostanze conduttrici (sostanze conduttrici) sono conosciute come cariche conduttrici. La polvere d'argento e il nerofumo sono i più comunemente usati. Svolgono un ruolo nel fornire supporti nel conduttore di plastica composita. I conduttori in plastica composita sono facili da preparare e hanno un alto grado di praticità. Questi materiali sono spesso utilizzati negli interruttori, componenti sensibili alla pressione, connettori, schermatura elettromagnetica, resistenze e celle solari.
L'uso di conduttori in plastica in applicazioni quali additivi antistatici, gli schermi dei computer antielettromagnetici e le finestre intelligenti si sono sviluppati rapidamente. E c’è anche un’ampia gamma di applicazioni promettenti per i diodi emettitori di luce, celle solari, telefoni cellulari, schermi televisivi in miniatura e persino la ricerca sulle scienze della vita. Inoltre, la combinazione di conduttori plastici e nanotecnologie contribuirà inoltre a promuovere il rapido sviluppo dell'elettronica molecolare. In futuro, gli esseri umani non solo saranno in grado di aumentare notevolmente la velocità dei computer, ma anche di ridurne le dimensioni. Di conseguenza, è stato previsto che il laptop del futuro potrebbe contenere un orologio.
